编辑|白鸽智东讯 2月22日消息，据IEEE Spectrum报道，近日，来自哈佛大学的研究人员展示了他们的最新研发成果。
即利用具有剪纸传感结构的可变形材料模拟蛇鳞，通过反复充气和放气，创造出可以像蛇一样爬行的软体机器人。
机器人专家长期以来一直致力于蛇形机器人的研究，重点是有限空间内的多功能移动性。
从这一点出发，我们可以看到各种能够很好模仿蛇的“步态”的机器人。
蛇很特别，不仅因为它们没有四肢，还因为它们有鳞片。
蛇的鳞片都指向一个方向，这在爬行时产生很大的摩擦力，使蛇更容易向前移动而不是向后移动。
移动时，它的鳞片很滑，有助于向前爬行。
而如果蛇想要向另一个方向移动，它腹部的鳞片具有粘性，可以让它抓住地面并快速移动。
这也是鬃毛机器人的工作原理。
哈佛大学 Katia Bertoldi 团队的研究人员利用蛇鳞的“各向异性摩擦”特性，将充气软体机器人的重复脉冲运动转化为向前运动。
为了测试鳞状皮肤，研究人员制作了几张不同的可拉伸塑料片，并在每片上激光雕刻了不同的扁平鳞片图案。
这种结构使得机器人能够对塑料片进行充气和拉伸，使其扁平鳞片变形并弹出身体，通过不断的充气和放气抓住地面并向前移动。
（不同鳞片图案的雕刻皮肤）研究人员还尝试了一系列不同的鳞片模型以找到最佳图案，包括线性鳞片、圆形鳞片、三角形鳞片和梯形鳞片。
（不同形状的爬行机器人）事实证明，对于这种特定的机器人来说，最有效的设计是梯形的。
这并不是说梯形会产生更多摩擦，而是它可以让皮肤拉伸得更多。
这意味着当机器人充气时，它可以伸展，从而允许机器人在移动时采取更长的“步幅”。
当机器人向前推进时，只要尺度设计能够有效地将自身锚定在地面上，它就可以以拉伸的形式快速移动。
研究人员还注意到，他们研究的鳞片弹射鳞片有一个缺点，那就是当三角形鳞片设计过度拉伸时，塑料蒙皮就会被过度拉伸。
结果就是机器人即使在放气的状态下仍然会弹出。
鳞片，这意味着机器人的摩擦力将大大减少。
当然，这可以通过不完全放气来解决，但研究人员也在尝试不同的技术。
研究人员还表明，这种可变的塑料皮肤可以通过两种方式影响系统响应。
一方面，它增加了履带首次充气时的延伸长度。
另一方面，其永久定向纹理在整个驱动过程中产生高度的“各向异性摩擦”。
因此，当供气量在0～12ml之间循环变化时，爬行机器人的运动效率最佳。
与其他采用剪纸皮肤的爬行机器人相比，其性能提升约22%。
虽然这项研究主要集中在皮肤和鳞片上，但哈佛大学的研究人员指出，他们的方法简单、经济实惠，而且皮肤具有高度可拉伸性。
此外，它还可以适用于微型机器人或大型机器人，甚至可能与行星探测器一样大。
除此之外，在非移动领域也有很好的应用，例如将这种皮肤应用到充气机器人的手指上，以根据其需要调整握力。