來自俄亥俄州立大學(xué)和佐治亞理工學(xué)院的一個(gè)聯(lián)合研究小組開發(fā)了一種機(jī)器人手臂，它可以像章魚手臂一樣移動(dòng)而無需電機(jī)。在他們發(fā)表在《國家科學(xué)院院刊》上的論文中，該小組描述了他們的機(jī)械臂，它會(huì)隨著周圍磁場的變化而移動(dòng)。

注意到對(duì)電機(jī)和控制單元的需求使大多數(shù)機(jī)器人手臂又大又重，研究人員為自己設(shè)定了一個(gè)目標(biāo)，即制造一個(gè)不需要的機(jī)器人。相反，它們將通過改變周圍的磁場來控制。

要?jiǎng)?chuàng)建機(jī)器人手臂，研究人員觀察到章魚和折紙的古老藝術(shù)。為了構(gòu)建可以模仿章魚手臂的手臂，研究人員使用了分段方法。手臂是使用由嵌入磁性顆粒的六邊形軟雙硅板制成的單個(gè)部分構(gòu)建的。這些板使用符合 kresling 折紙圖案的傾斜塑料面板連接。

接下來，這些段在板上連接在一起。然后將手臂置于可控磁場中。由于每個(gè)部分都有自己的磁性粒子，研究人員可以通過改變磁場參數(shù)來單獨(dú)控制每個(gè)部分。這使機(jī)器人手臂可以 360 度運(yùn)動(dòng)。它還允許機(jī)器人手臂通過以扭曲的方式壓縮片段(類似于六角手風(fēng)琴)或通過拉動(dòng)它們以使其更長來改變其長度。研究人員指出，將磁場計(jì)算機(jī)化可能會(huì)導(dǎo)致用戶使用簡單的類似游戲的控制器對(duì)手臂進(jìn)行非常精細(xì)的控制。在這樣的環(huán)境下，可能帶有手或爪的手臂可以無限地移動(dòng)。他們還指出，該設(shè)計(jì)允許定制，包括段數(shù)、板尺寸和可彎曲程度。

圖片來源：國家科學(xué)院院刊(2021 年)。DOI：10.1073/pnas.2110023118

研究人員承認(rèn)他們的機(jī)器人手臂缺乏力量，但表示它不需要力量，因?yàn)樗麄冊(cè)O(shè)想它或類似的設(shè)計(jì)用于需要比力量更精細(xì)的應(yīng)用中。他們認(rèn)為它可能在醫(yī)療應(yīng)用中被證明是有用的，例如，需要高水平精度的應(yīng)用。