哈佛升級Kirigani蛇形機器人特殊外形紋理改善速度準確度

去年年初，哈佛大學 John A. Paulson 工程與應用科學學院（SEAS）的一支研究團隊，向我們展示了一款蛇形軟體機器人。其借用了日本古老的剪紙藝術的名字（Kirigami），打造出了一款能夠觸地伸展、收縮自如的蛇形推進機器人。時隔一年，該團隊已進一步完善其設計，讓蛇形機器人的速度和動作準確度有有了更大的提升。

（題圖來自：Harvard SEAS，via New Atlas）

初代 Kirigami 蛇形機器人，包裹著有特殊剪切紋理的彈性致動器外皮，其「鱗片」可在延伸時突出。

通過改變紋理切割的大小，並將片材捲成圓柱體（兩端通過致動器施力），研究人員成功地對其彈性有了更大的控制。

需要指出的是，如果你仔細觀察切口，會發現它們的形狀並非千篇一律，因其能夠根據編程而按特定順序變形。

SEAS 應用力學研究員、兼論文資深作者 Katia Bertoldi、William、以及 Ami Kuan Danoff 教授表示：

借鑒相變材料的理念，我們將之運用到了基於 Kirigami 的構建設計上，證明了彈出和未爆裂的形態可以同時在蛇形致動器上存在。

結合簡單的切割和曲率，可讓機器人編製出截然不同的動作。

最終結果是，新款蛇形機器人的移動速度更快、並且能夠更精確地定向。在一場比賽中，研究人員發現圓柱形的機器人前後傳播速度很慢。

作為對比，新方案可以讓變形機器人的速度更快。具體做法是將彈性部件編程為在任一端變形，然後從後側開始傳播。

研究人員相信，有朝一日，這類機器人可在許多其它機器人難以操作的地方展開探索，或者用於腹腔鏡等醫療設備。當然，要實現這一點，還需要更多的逆向開發設計，以適應更複雜的形變。

Snake-inspired robot slithers even better than predecessor（via）

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。原標題為：

《Propagation of pop ups in kirigami shells》

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