受折纸启发的机器人可以轻轻翻页并携带重量为其 16,000 倍的物体

日本的剪纸和折纸艺术（又称 kirigami）为精巧的机器人设计提供了丰富的灵感，但最新的例子可能是迄今为止用途最广泛、最令人印象深刻的。正如本月初《自然通讯》杂志首次报道的那样，北卡罗来纳州立大学的一个团队最近开发了一种新型软机器人夹持器，其灵敏度足以处理水滴和翻书页，但强度足以实现 16,000 的有效载荷重量比。工程师们相信，经过进一步的改进，这种夹持器可以应用于广泛的行业，以及人体假肢。

“由于强度、精度和柔韧性之间的权衡，开发一种能够处理超软、超薄和重物体的单一软夹持器非常困难，”研究作者、北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程副教授 Jie Yin 在一份声明中表示。“我们的设计实现了这些特性的完美平衡。”

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虽然之前的软夹持器是利用剪纸的元素开发的，但研究人员的卷须状结构可以精细而精确地分配力，帮助拉上某些拉链并拾起硬币。正如《新科学家》杂志最近指出的那样，这种形状和角度使重量为 0.4 克的夹持器能够抓取重达 6.4 公斤的物体——有效载荷与重量比是之前行业记录的 2.5 倍。

由于抓手的能力源自其设计而非材料本身，因此该团队还展示了利用植物叶子进行迭代的额外潜力。可生物降解抓手的潜力在临时需要的情况下非常有用，例如处理针头等危险的医疗废物。

如果这些还不够的话，北卡罗来纳州立大学团队还更进一步，尝试将他们的夹持器连接到肌电假手上，通过用户前臂的肌肉活动进行控制。“新夹持器不能取代现有假手的所有功能，但它可以用来补充其他功能，”论文合著者、北卡罗来纳州立大学生物医学工程联合系杰克逊家族杰出教授 Helen Huang 说道。“剪纸夹持器的优点之一是，你不需要更换或增强机器人假肢中使用的现有电机。使用夹持器时，你可以简单地利用现有的电机。”

尹、黄和他们的同事希望最终能与机器人假肢制造商、食品加工公司以及电子和制药企业合作，开发其软夹钳的更多用途。