本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
为了改进军事任务和灾难响应工作，大量的受动物启发的机器人正在被创造出来——从像蟑螂一样爬行的RHex机器人，到跳跃的沙蚤机器人和速度惊人的猎豹机器人。现在，一种更柔软的智能机器人技术来源加入了这个行列：章鱼。
研究团队已经在开发用于搜索和救援的软体章鱼式机器人。这些努力包括总部位于意大利里窝那的欧盟资助的OCTOPUS整合项目（著名的分离式抓取机器人章鱼手臂的所在地）和哈佛大学的四足压缩空气驱动机器人。
但一项新的努力正在进行中，旨在借鉴章鱼解剖结构的一部分：它的吸盘。
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章鱼的每条手臂上都有数十到数百个灵活的吸盘。这些方便的杯子可以产生巨大的力量，用于抓取美味的螃蟹或抓住巢穴的岩壁。
几十年来，机器人研究人员一直试图模仿这种能力。早期的机器人吸盘使用连接到多个吸盘的中央气泵。然而，如果并非所有吸盘都完全附着在所需物体上，这种技术就会出现问题：未附着的吸盘将意味着整个设备的空气和吸力能力损失。
但是，当真正的章鱼吸盘与物体接触时，它可以单独激活——独立于手臂上其他地方的吸盘粘附或释放物体。
因此，美国陆军研究实验室、埃奇伍德化学生物中心和马里兰大学的研究人员合作，正在向动物学习，并正在创建单独激活的机器人吸盘。这些吸盘在多材料3D打印机上制造，可以装饰更传统的机器人，为它们提供额外的工具，以实现更复杂的处理能力。
陆军研究实验室的研究生机器人操作研究员，也是机器人吸盘的主要开发者查德·凯森斯在一份准备好的声明中说：“操作未知物体对于机器人来说是一项非常困难的任务。”
通常，机器人被编程（或学习）来拾取或处理特定类型的物体。但在灾难情况下，这种编程或培训通常是不可能的。“当福岛事件发生时，如果送入的机器人能够执行某种操作活动，例如关闭阀门、回收物体或在受污染区域操作工具，那将非常有用，”凯森斯指出。但传统的机器人通常具有刚性的手指，不能很好地抓住其他坚硬的表面。
真正的章鱼吸盘很坚固，但也对触摸非常敏感，并且受到高度的肌肉控制。这使它们能够抓住它们看不到的物体。
研究人员没有试图复制章鱼非常敏锐的感觉和控制力，而是设计了一种自密封吸盘。这些吸盘仍然由中央真空激活，配备了单独的可移动塞子。如果吸盘没有接触任何东西，塞子会自动密封吸盘；当吸盘与物体接触时，塞子会打开，从而启动泵驱动的吸力。通过将吸力作用集中在仅与所需物体直接接触的那些吸盘上，这种方法还增加了每个活动吸盘接收到的压力。
为了获得强度和精度的完美结合，研究人员一直在借助多材料3D打印机构建他们的原型。“通过3D打印，您可以在几分钟内从机器上获得一套可用的吸盘，”埃奇伍德化学生物中心高级设计和制造部门的合作者布拉德·鲁普雷希特在一份准备好的声明中说。他帮助开发了一种坚固的尼龙和液体光敏聚合物的组合，这种聚合物在受到紫外线照射时会硬化。
凯森斯和他的同事已经证明，吸盘在陆地上——甚至在家里——工作得非常好；仅四个最小的吸盘——每个大约指尖大小——就可以抓住一整瓶葡萄酒。但研究人员希望，像章鱼的吸盘一样，这些吸盘在水下也能更好地工作。“当您在空气中使用大气压运行时，您从吸盘产生的力受到大气压的限制，”凯森斯说。“但是，当您潜入水下时，您拥有来自深海的所有额外压力，因此这为您提供了更多的力来利用吸盘的有效性。”
然而，一旦团队将这些强大的吸盘带入深海，他们可能需要重新评估材料。“您可能不会使用相同的材料，”鲁普雷希特说。“您会想要一些能够抵抗盐水的物质，例如热塑性塑料，”如果这些机器人章鱼吸盘大规模普及，这将更具成本效益，可以通过传统的注塑成型来制造，他指出。
与此同时，研究人员正在继续测试不同的打印原型，以找出哪些原型真正有效。
插图由Ivan Phillipsen提供