（文章來源：3D沙蟲網）

人工智能和機器人體系結構的靈感通常來自于自然界中人類和動物的模式。在動物身上觀察到的運動模式已經在機器人身上得到了復制，通過化學膨脹、皮膚拉伸或折紙變形等多種變形機制。

首爾國立大學(Seoul National University)韓國軟機器人研究中心(Soft Robotics Research Center)和葡萄牙Rebikoff-Niggeler基金會(FRN)的研究人員最近開發了一種機器人建筑，其結構靈感來自生活在深海的鵜鶘鰻。他們的建筑出現在發表在《科學機器人》(Science Robotics)雜志上的一篇論文中，是一系列受動物或自然現象啟發的最新設計之一。

“在過去的幾年里，我們一直在研究幾種仿生機器人，包括發表在《科學》雜志上的以水為靈感的跳水機器人，以及折紙靈感的可變形機器人和軟機器人，”通訊作者和該研究的首席研究員Kyujin Cho教授告訴TechXplore。“我們對可拉伸折紙的研究可以看作是我們之前工作的一個整合。”

在研究鵜鶘鰻魚如何張大嘴時，Cho和他的同事們假設，這種行為可以通過折紙展開和柔軟皮膚拉伸技術的結合，在機器人身上復制出來。這激發了他們設計基于折紙的結構，這種結構由可伸縮的軟材料制成，可以使機器人的形狀發生實質性的變化。

到目前為止，大多數研究團隊已經開發出使用軟材料或基于折紙設計的機器人。軟機器人和基于折紙的架構之間的關鍵區別在于，前者通過拉伸皮膚來改變形狀，而后者則通過展開褶皺來改變形狀，就像日本折紙藝術一樣。當鵜鶘鰻試圖吃掉獵物時，它會做出一種獨特的動作，既要展開它的皺褶，又要張大嘴巴。在他們的研究中，Cho和他的同事們開始在一個機器人建筑中復制這種行為，方法是將受折紙啟發的技術與軟材料的使用相結合。

“我們的可拉伸折紙完全是由可拉伸材料制成的，所以它既體現了變形模式的展開和拉伸，”該研究的第一作者、機器人建筑的主要設計師Woongbae Kim解釋說。“與其他仿生學建筑復制整體形狀變化機制相比，雙變形原則可以實現兩種不同功能運動的極端形狀變化。””

在Kim和他的同事提出的結構中，柔軟的人造皮膚的流體路徑被一組可拉伸的折紙裝置所包圍和引導，這些折紙裝置模仿了鵜鶘鰻使嘴膨脹的機制。流體壓力指向機器人身體最初展開的方向，這使得機器人的動作與鵜鶘鰻的動作非常相似。

研究人員能夠從鵜鶘啟發的機器人設計中開發出一個基本的雙變形單元，它可以作為各種折紙設計的基本單元。他們發現這些機器人可以做出各種各樣的動作，包括抓取、爬行和水下運動。Cho說:“我們的研究為軟式機器人提供了一種新的設計策略，它一開始是緊湊和扁平的，但它可以用于執行任務，然后再自動折疊。”“我們認為，未來軟機器人將被開發成小巧便攜的形狀，這樣人們在日常生活中就可以很容易地使用它們。”

在未來，Kim和他的同事提出的獨特的折紙和可拉伸的皮膚為基礎的設計可以用于開發各種新的形狀變形機器人系統。研究人員現在正計劃繼續他們的設計，例如，探索可伸縮傳感器如何與基于折紙的架構集成。

“還有很多事情要做，”金說。他說:“現在，我們所介紹的原理可以應用于不同的折紙結構，以創造新的運動，例如組合纏繞。”對于實際的機器人應用，可拉伸的折紙結構應該優化，使其更堅固、更可靠。最后，我們希望利用我們的設計來開發新的軟機器人系統，比如可展開的軟機械臂。”
? ? ? ? （責任編輯：fqj）