海洋總面積約為3.6億平方公里，約占地球表面積的71%，平均水深約3795米，據估計全球海洋中目前生活著各種海洋生物至少有20萬種,總生物量大約342億噸，這些生物的壽命有時候遠大于人類的預期，但因為沒有太好的海底，人類開發難度非常大。
例如水母這種生物，水母約有95％的水，使它們成為地球上最透明，最微妙的動物，但剩下的5％據生物學家稱，目前已經產生了重要的科學發現，如綠色熒光蛋白（GFP），現在能被科學家廣泛用于研究基因表達，以及生命周期逆轉，可以成為對抗衰老的關鍵。水母還可能很好地擁有其他可能改變生命的秘密，但收集它們的難度非常大，這嚴重限制了人類對這種“被遺忘的動物群”的研究。
目前海洋生物學家水下采樣機上可用的采樣工具，主要是為海洋石油和天然氣工業開發的，并且更適合于抓住和操縱巖石和重型設備而不是果凍，這種抓手會經常將它們粉碎成碎片。
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現在，由哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所，John A. Paulson工程與應用科學學院（SEAS）和紐約州立大學巴魯克學院的研究人員開發的一項新技術以超級形式提供了一種新的解決方案。柔軟的水下夾持器，使用輕輕但牢固地將其類似于fettuccini的手指纏繞在一只水母上，然后釋放它而不會造成傷害。夾具詳細情況在Science Robocs上發表的一篇新論文中有所描述。
“我們的超級溫和抓手比現有的深海采樣裝置明顯改進了果凍和其他柔軟的生物，否則幾乎不可能完整收集，”第一Nina Sinatra博士說。“這項技術還可以擴展到改進水下分析技術，并允許廣泛研究海洋生物的生態和遺傳特征，而不會將它們從水中帶走。”
插圖展示了連接到遙控車輛的軟機器人致動器（綠色）的設想應用。
夾具的六個“指狀物”由薄而扁平的硅膠條組成，中間通道粘合到一層柔韌但更硬的聚合物納米上。手指連接到矩形的塑料“手掌”上，當它們的通道充滿水時，在納米纖維涂層側的方向上卷曲。每個手指施加極低的壓力 - 約0.0455kPA，或小于人眼瞼在其眼睛上的壓力的十分之一，相比之下，目前最先進的軟海洋抓手，用于捕捉比水母更精細但更健壯的動物，發揮約1 kPA。
研究人員將他們的超柔軟抓手安裝到一個特制的手持設備上，并了它在水箱中抓住人造硅膠水母的能力，以確定成功采集樣品所需的定位和精度，以及最佳角度以及捕獲水母的速度。然后，他們轉向新英格蘭水族館的真實物品，在那里他們使用夾子抓住“游泳月亮果凍”，“果凍脂肪”和“果凍”三只水母，所有這些都和高爾夫球大小相當。
夾子成功地將每只水母捕獲在裝置的手掌上，并且水母不能從手指的抓握中脫離，直到夾子減壓為止。水母在被釋放后沒有表現出壓力或其他不良影響的跡象，并且在出現磨損跡象之前，手指能夠打開和關閉大約100次。
軟機器人夾持裝置的設計，帶有四個執行器輪轂，插圖：不同的部件，包括可以安裝六個執行器手掌。
“海洋生物學家長期以來一直在尋找一種復制人類手部溫和性的工具，與來自難以接近的環境中的水母等微妙動物相互作用，”共同作者David Gruber博士說，他是生物學教授，紐約州立大學巴魯克學院的環境科學和國家地理探索者。“這種抓手是不斷增長的軟機器人工具箱的一部分，它有望使水下物種收集變得更容易和更安全，這將極大地提高對數百年來研究不足的動物的研究速度和質量，給我們一個更全面地了解構成我們海洋的復雜生態系統。“
超軟抓手是使用軟機器人進行水下采樣的創新，Gruber和Wyss創始核心教員Rob Wood博士之間的持續合作。這產生了折紙式RAD采樣器和多功能“柔軟手指”，以收集各種難以捕獲的生物，包括魷魚，章魚，海綿，海鞭，珊瑚等。
“軟機器人技術是解決各種領域長期問題的理想解決方案，因為它采用了靈活的材料，將傳統機器人的可編程性和堅固性與前所未有的溫和性相結合，”伍德說。未來或對工業以及更柔性的機器人都提供更好的解決方案。
該團隊正在繼續完善超軟抓手的設計，旨在進行研究，評估水母對抓手持有的生理反應，以更明確地證明它們不會引起動物的壓力。伍德和格魯伯也是施密特海洋研究所“設計未來”項目的聯合首席研究員，并將在2020年研究船Falkor即將進行的遠征中進一步測試他們的各種水下機器人。
“在Wyss研究所，我們總是在問，'我們怎樣才能做得更好？' Rob Wood和他的團隊用來解決存在于開闊海域而不是實驗室中的現實問題的聰明才智和開箱即用的思維給我留下了深刻的印象，這有助于大大推進海洋科學。“Wyss研究所創始主任Donald Ingber表示，人們對于機器人的研究，目前還是停留在簡單的應用領域拓展，對于行業更加深入，對于部分領域的開拓才能實現根本性突破，而這些，有用一個開闊的思路是非常重要的！
該研究成果如果能夠順利降低成本，或許能在非常多的領域取得更廣闊的應用前景！該項研究對于目前的柔性抓手，或許也能成為一個不錯的導向和路徑。
來源；中國機器人網
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