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2025-07
哈佛大学：硅胶3D打印软体机器人手指
本篇报道来自于《Science Times》记者Knvul Sheikh。
海洋生物学家对水母的解剖学和生理学很感兴趣，但是想要在深海中研究水母是很棘手的，必须要依靠潜水器来探索。而且水母身体的95%都是水分，像果冻一样脆弱，传统的金属抓手极容易损伤水母，其他的取样器或许能捕捉到这些透明生物，但水母也可能会卡在取样器中，有的则一到陆地上就有损伤。
哈佛大学和其他科研机构的研究人员合作开发出了超柔软的软体机器人抓手。如图上所示，新的软体机器人抓手由六根手指组成，每一根手指是像面条一样的细线，由硅胶制成，内有中空的通道。硅胶线的内侧边缘有一层硬的纳米纤维涂层，可以控制手指的弯曲程度。这些硅胶线被连接到3D打印的长方形手掌上，如果哪根线不灵活的话，还可以单独取出并替换。将水注入到硅胶线的中空通道中，这样每根手指的施加的压力，比人体眼皮对眼睛施加压力的十分之一还小。当手指弯曲的时候，力道非常轻，几乎是托着水母，就像一个轻柔的拥抱。
这个软体机器人抓手只是一系列抓捕工具中的一个，这些工具旨在改善对海洋生物的研究。前年他们还展示了另一种机器人，能像折纸一样折叠起来撑住水母，不会造成损伤，也方便观察。但是研究人员发现，如果机器人的承托没有正好对准的话，有些水母会表现出压力信号。所以团队决定再研发出一款更轻巧灵活的软体机器人。 该团队在实验室水箱中研究了机器人抓手的基本功能，以及捕获水母的精度、定位、最佳角度和速度。随后他们在新英格兰水族馆再进行了实地测试，机器人抓手成功地捕捉到了各种高尔夫球大小的月亮水母、蓝鲸脂水母和花斑水母，证明了其轻柔性。抓手松开之前，水母不能逃脱，松开之后，水母也没有展现出任何压力信号或者其他的负面反应。
在疲劳性测试中，机器人的抓手能够打开关闭大概100次，足够抓样做研究了，但是研究人员希望还能继续改进其稳健性和承载性。比如给抓手增加摄像头和传感器，这样就相当于一个便携式水下实验室。科学家们可以通过操作杆让机器人调转方向，靠近想要捕获的水母，抓住研究样本，扫描全身，提取DNA并记录生理反应，然后再放掉。这种软体机器人抓手有望使水下物种收集变得更安全容易，给我们一个更全面地了解复杂海洋生态系统的机会。
关键词：
硅胶3D打印,3D打印,软体机器人,哈佛大学
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