机器人研发者

哈佛大学Wyss研究所、哈佛John A.Paulson工程与应用科学学院(SEAS)和纽约市立大学柏鲁克分校

机器人用途

可以在不伤害水母和其他海洋动物的情况下抓住和释放它们。

传统机器人的痛点：

海洋生物学家和其他科学家对水母的解剖学和生理学十分感兴趣，但是在深海中研究水母是很棘手的，因为它们的身体里95%都是水分，就像果冻一样脆弱。这使得收集和处理它们变得困难，因为传统的机器人操纵器及其坚硬的钢爪并不能如此轻易地抓住水母。

近年来，哈佛大学和其他科研机构的研究人员开发出了一系列的柔性抓手，可以通过深潜水生物学家用来收集容易受伤的海洋生物。不幸的是，许多种类的水母都是如此脆弱，抓住它们需要特别柔软的机器人抓手。

机器人构造和材料：

根据哈佛团队的说法，新的超软抓手由六个“手指”组成，这些“手指”由面条状硅胶制成，内部有一个中空通道，粘合在一层柔韧而坚硬的聚合物纳米纤维上。它们连接到3D打印的塑料手掌上，将水泵置入其中。当通道填满时，每个通道的压力仅为0.0455 kPA。这不到人眼睑压力的10％。

实验过程：

为了进行测试，该团队开始在实验室水箱中使用人工硅胶水母来研究抓手的基本功能，以及其捕获水母的精度，定位以及最佳角度和速度。在新英格兰水族馆进行的测试中，抓手被用于捕捉和释放高尔夫球大小的海月水母，蓝鲸脂水母等水母，结果表明抓手可安全捕获这些动物。

“海洋生物学家长期以来一直在寻找一种复制人类手部温和性的工具，与来自难以接近的环境中的水母等微妙动物相互作用，”纽约市立大学柏鲁克分校生物与环境科学教授David Gruber说道。“这种抓手是不断增长的软体机器人工具箱的一部分，它有望使水下物种收集变得更容易和更安全，这将极大地提高对数百年来研究不足的动物的研究速度和质量，给我们一个更全面地了解构成我们海洋的复杂生态系统的机会。”

该研究成果发表在《Science Robotics 》杂志上。

原文概要：

在本文中，我们提供了超柔软的机器人致动器，能够抓住凝胶状海洋生物的精细标本。虽然最先进的软机器人操纵器已经证明能在深海中轻柔地抓住脆弱的动物（例如珊瑚）和棘皮动物（例如海参），但它们无法无损地抓住更脆弱的软体生物，例如水母。通过探索各个执行器的设计参数和实验室测试，我们确认我们的纳米纤维增强软驱动器应用足够低的接触压力，以确保对典型的水母物种的伤害最小。然后，我们使用多个执行器构建了一个夹持装置，并在实验室中评估其水下抓取性能。通过评估夹具的采集区域和对外力的稳健性，我们深入了解了必须采用的精确度和速度，以便成功收集样品。最后，我们展示了使用手持式原型抓手在水族箱环境中成功操纵三种活体水母物种。总体而言，与现有的深海采样设备相比，我们的超级抓取器显示出温和样品采集的改进。该技术的扩展可以改进用于研究深海生物的生态和遗传特征的各种原位表征技术。（robot.tv译自《Science Robotics》）