現在，來自哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所和哈佛大學John A. Paulson工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員展示了多層結構如何讓機器人模仿章魚的運動學，創造和根據命令消除關節。該結構還可以允許機器人快速改變其剛度，阻尼和動態。

該研究發表在高級功能材料和IEEE機器人和自動化快報兩篇論文中。

“這項研究有助于彌合軟機器人與傳統剛性機器人之間的差距，”SEAS研究生和研究生的第一作者Yashraj Narang說。“我們相信這類技術可能會培育出新一代的機器和結構，不能簡單地歸類為軟或剛性。”

當施加真空時，柔性材料層變硬并且可以保持任意形狀，并且可以模制成其他形式。

該結構非常簡單，由多層柔性材料組成，包裹在塑料外殼中并連接到真空源。當真空關閉時，結構表現完全如您所料，彎曲，扭曲和翻轉而不保持形狀。但是當施加真空時，它變得僵硬并且可以保持任意形狀，并且可以模制成其他形式。

這種轉變是稱為層流干擾的現象的結果，其中施加壓力產生強烈耦合一組柔性材料的摩擦。

“壓力產生的摩擦力就像膠水一樣，”Narang說。“我們可以通過改變層數，調整施加到它上面的壓力，以及調整多層圖層之間的間距來控制結構的剛度，阻尼，運動學和動力學。”

研究團隊包括Wyss副教授，Robert Howe，博士，雅培和詹姆斯勞倫斯SEAS工程教授; Joost Vlassak博士，SEAS的Abbott和James Lawrence材料工程教授; SEAS研究生Alperen Degirmenci對層流干擾的機械行為進行了廣泛的模擬，以更好地控制其能力。

接下來，他們使用這些結構構建了現實世界的設備，包括一個雙指夾子，沒有真空，可以環繞并固定在大型物體上，并且在真空的情況下，可以捏住并固定在大小相當的小物體上。大理石。

研究人員還通過將結構作為起落架安裝在無人機上，展示了該結構作為減震器的能力。該團隊調整了結構的剛度和阻尼，以吸收著陸的影響。

該結構是一種概念驗證，未來可能有許多應用，從手術機器人到可穿戴設備和柔性揚聲器。

“我們的工作已經解釋了層流干擾的現象，并展示了它如何為機器人提供高度通用的機械性能，”Howe說，他是該論文的高級作者。“我們相信這項技術最終將導致機器人能夠在可以安全地與人類進行交互的軟連續設備之間改變狀態，以及能夠滿足工業自動化需求的剛性分立設備。”