变色龙的快嘴激发更快的机器人

受变色龙舌头的启发，研究人员创造了软机器人，它可以利用储存的弹性能量来再现大功率和高速运动。

变色龙、萨尔和许多蟾蜍利用储存的弹性能量向毫无防备的昆虫发射粘性舌头，这些昆虫不到半个半长，在十分之一秒内就能捕捉到它们。

研究人员用类似于橡皮筋的可拉伸聚合物制造了机器人，内部有加压时会膨胀的气动通道。为了储存弹性能量，机器人在制造过程中根据自然吸气的原理，向一个或多个方向伸展身体。

类似变色龙的舌头撞击，一个预应力气动软体机器人可以将其长度延长五倍，捕捉一只活甲虫，并在120毫秒内将其取回。

该学院助理教授拉美西斯马丁内斯(Ramses Martinez)说：“我们相信，如果我们能制造出能像变色龙一样高速完成如此大动作的机器人，那么许多自动化任务就能更精确、更快速地完成。”普渡大学工业工程学院和威尔登生物医学工程学院。

传统的机器人通常由又硬又重的零件制成，由于惯性会降低它们的运动速度。我们想克服这个挑战。"

50毫秒内响应

许多鸟类，如三趾啄木鸟，利用储存在腿后部受力肌腱中的弹性能量来实现零功率栖息，这样它们在入睡时就不会脱落。

这些鸟的解剖已经成为了一个例子，它可以制造一个零功率支撑的机器人抓手，它的重量高达它重量的100倍，并且可以从最大角度116度翻转。

这些夹持器的软臂和被夹持物体之间的配合使接触面积最大化，从而增强夹持力并促进高速夹持和零功率夹持。

有些植物还懂得利用“陷阱机制”，利用弹性能量实现高速运动。金星捕蝇器可以利用其双稳态弯曲叶片中储存的弹性能量，在猎物的内表面快速捕食。

受金星捕蝇器诱捕机制的启发，研究人员通过研究蜥蜴如何捕捉昆虫，创造了一种软体机器人金星捕蝇器，在受到短暂压力刺激后，仅用50毫秒就关闭了。

超高速

马丁内斯说，与现有的软机器人系统相比，这些新型预应力软机器人具有几个显著的优势。首先，他们擅长高速抓握、握住和操纵各种物体。他们可以利用储存在预应力弹性体层中的弹性能量来固定重量高达100倍的物体，而无需消耗任何外部动力。

研究人员可以用防滑的微型指甲轻松刺穿它们柔软的皮肤，从而显著增加它们的牵引力，使它们长时间倒挂，有助于捕捉活猎物。

马丁内斯说：“我们预计，这里提出的设计和制造策略将为新一代全软机器人铺平道路，这种机器人可以利用弹性能量实现现有机器人目前无法实现的速度和运动。

本文发表于《高级功能材料》。马丁内斯和他的团队与普渡研究基金会的技术商业化办公室合作，为他的一些与机器人和其他设计创新相关的技术申请专利。