世界首个能像藤蔓一样攀爬的“软体机器人”问世了！

说起软体机器人，大家脑海里会不会有这样的画面？

但是最近第一个类似卷须的软机器人问世了，但是并不是我们所想的那样，它能够攀爬和卷曲。

（Nanowerk News）IIT-Istituto Italiano di Tecnologia的研究人员获得了第一个模仿植物卷须的软机器人：它能够卷曲和攀爬，使用相同的物理原理来确定植物的水分运输。研究小组由Barbara Mazzolai领导，结果发表在Nature Communications（“基于可逆渗透驱动的基于可变刚度卷须的软机器人”）。

在未来，这种类似卷须的软机器人可以激发可穿戴设备的发展，例如软支撑，能够主动变形。

类似卷须的软机器人能够在西番莲植物茎周围卷曲。它能够使用确定植物水分运输的相同物理原理进行卷曲和攀爬。 （图片：Istituto Italiano di Tecnologia）

Barbara Mazzolai于2015年被RoboHub列为25位最具影响力的机器人女性之一，并于2012年协调了欧盟资助的项目“Plantoid”，该项目为全球首个植物机器人带来了成果。研究团队包括Edoardo Sinibaldi和Indrek Must。它是一个小型但又齐全的团队，基于互补的背景：Must是拥有工程和技术博士学位的材料技术专家，Sinibaldi是一位拥有应用数学博士学位的航空航天工程师，Mazzolai是一位拥有微系统工程博士学位的生物学家。

研究人员从植物及其运动中汲取灵感。实际上，由于无法逃脱（与动物不同），植物将其运动与生长相关联，并且在这样做时，它们不断地使其形态适应外部环境。甚至暴露在空气中的植物器官也能够进行复杂的运动，例如，食肉植物中的叶子的闭合或攀缘植物中的卷须的生长，其能够缠绕在外部支撑物周围（并且如果支持不足以促进植物本身的生长。

研究人员研究了植物利用水在细胞，组织和器官内运输的自然机制，然后将它们复制到人工卷须中。水力学原理被称为“渗透”，并且基于胞质溶液（细胞内植物液）中存在小颗粒。

从一个简单的数学模型开始，研究人员首先了解了由上述液压原理驱动的软机器人应该有多大，以避免太慢的运动。然后，给机器人一个小卷须的形状，他们实现了像真实植物一样进行可逆运动的能力。

软机器人由柔性PET管制成，包含带有带电粒子（离子）的液体。通过使用1.3伏电池，这些颗粒被吸引并固定在卷须底部的柔性电极表面上;它们的运动引起液体的运动，从而使机器人之一运动。要回去，就可以将电线与电池断开并连接起来。

已经首次证明了利用渗透来激活可逆运动的可能性。此外，通过使用普通电池和柔性织物成功的事实表明，创造软机器人的可能性容易适应周围环境，因此具有与物体或生物的增强和安全交互的潜力。

可能的应用范围从可穿戴技术到用于探索的灵活机器人臂的开发。模仿植物在变化和非结构化环境中移动的能力的挑战才刚刚开始。

在此背景下，Mazzolai和她的研究团队作为协调员参与了一个名为“GrowBot”的新项目，该项目由欧洲委员会根据FET主动计划资助，并设想开发一种能够管理其生长和适应周围环境，能够识别它所附着的表面，或它所锚定的支撑物。就像真正的攀缘植物一样。