模仿水蛭的柔軟機器人面世：可以像水蛭一樣吸附在牆壁上移動

長期以來，機器人研發人員一直在為新型推進裝置尋找受生物啟發的設計。豐橋理工大學機械工程系副教授Tomoaki Mashimo博士的研究團隊，以及劍橋大學工程系機器人專業的准教授Fumiya Iida博士，已成功開發出一種可以在垂直的牆面上爬行的水蛭型機器人「LEeCH」。

LEeCH是一個靈感來源於水蛭亞類動物的縱向伸展機器人。它有一個靈活的身體，由用於淋浴軟管的材料和兩個吸盤組成。這個機器人能夠像水蛭一樣，不受任何約束地拉長和彎曲自己的身體。

由於機器人靈活的身體結構和吸盤，它成功地爬上了一堵垂直的牆，甚至爬到了牆的另一邊。這項研究於2019年3月27日發表在美國科學雜誌《軟機器人》上。

爬牆機器人有廣泛的潛在應用，包括建築檢查和維護，以及在災難現場進行搜索和救援任務。爬垂直的牆是很容易，然而，在現實生活中，機器人可能需要繞過牆上的障礙物，如台階和過渡到不同方向的牆壁。

最難的任務就是到達牆的另一邊，一個能夠爬到牆壁頂端的機器人如果要爬過牆頂到達另一邊的話，將會面臨極大的困難。

該團隊開發了一款靈感來自於陸地水蛭的機器人，水蛭是自然界中的優秀攀登者，陸地水蛭通常生活在森林或山區，通過利用柔軟的可伸縮身體以及身體兩端的兩個吸盤，它可以在複雜的地形和牆壁上移動。此外，它們的身體又輕又軟，從高處掉下來不會受到很大的傷害。

來源：豐橋技術科學大學

利用淋浴軟管的管狀結構來模仿水蛭的優點(即重量輕、靈活、可伸縮)，研究小組設計了一種新的運動機制。

這些靈活的管採用廣泛應用於普通家庭的s型螺旋金屬管，金屬管表面的螺旋槽上裝有齒輪，這些柔性金屬管會通過旋轉進行前後移動。水蛭機器人的身體由三個並聯的軟管組成，通過齒輪控制每個柔性金屬管管的長度，機器人的身體可以彎曲或伸長。

水蛭機器人成功在垂直牆壁上實現了的向上和向下攀爬以及水平移動，通過結合這兩種移動方式，機器人能夠在二維牆壁面上自由移動。機器人靈活的大幅度變形身體使其能夠從垂直牆的一側移動到另一側。這是世界上第一個能夠在牆壁上自由移動的柔軟機器人。

在淋浴中獲得靈感

該研究的主要作者、博士生Ayato Kanada說:「我是在家裡的浴室里想到這個主意的。當我不小心把水龍頭開到最大時，淋浴水管就像自己有了生命一樣瘋狂地扭動。然後我想到了一個主意，如果我能操縱一根軟管，我也許就能製造出一個具有生物動態運動的機器人。」

該團隊充分利用了淋浴軟管的中空結構，研究團隊正在考慮通過向空腔內注入液體來改變軟管硬度的可能性。具有柔性身體結構的機器人不僅對環境適應性強，而且具有很強的防撞安全性，可以安全地與人合作。

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