Av alla coola saker med bläckfiskar (och det finns mycket), deras armar kan vara bland de coolaste.

Två tredjedelar av en bläckfisks nervceller finns i dess armar, vilket betyder att varje arm bokstavligen har sitt eget sinne. Bläckfiskarmar kan lösa upp knutar, öppna barnsäkra flaskor, och linda runt byten av valfri form eller storlek. De hundratals sossar som täcker deras armar kan bilda starka tätningar även på grova ytor under vattnet.

Tänk om en robot kunde göra allt det där.

Forskare vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) och Beihang University har utvecklat en bläckfisk-inspirerad mjuk robotarm som kan greppa, flytta, och manipulera ett brett utbud av föremål. Den är flexibel, avsmalnande design, komplett med sugkoppar, ger griparen ett fast grepp om föremål av alla former, storlekar och texturer – från ägg till iPhones till stora träningsbollar.

"De flesta tidigare forskningar om bläckfiskinspirerade robotar fokuserade antingen på att efterlikna suget eller armens rörelse, men inte båda, sa August Domel, en färsk doktorsexamen. examen från Harvard och medförfattare till tidningen. "Vår forskning är den första som kvantifierar armarnas avsmalnande vinklar och de kombinerade funktionerna för böjning och sug, som gör att en enda liten gripare kan användas för ett brett utbud av föremål som annars skulle kräva användning av flera gripdon."

Forskningen är publicerad i Mjuk robotik .

Forskarna började med att studera den avsmalnande vinkeln på riktiga bläckfiskarmar och kvantifiera vilken design för att böja och greppa föremål som skulle fungera bäst för en mjuk robot. Nästa, teamet tittade på utformningen och strukturen för sossarna (ja, det är den vetenskapliga termen) och inkorporerade dem i designen.

"Vi härmade den allmänna strukturen och distributionen av dessa sugkoppar för våra mjuka ställdon, " sa medförfattaren Zhexin Xie, en Ph.D. student vid Beihang University. "Även om vår design är mycket enklare än sin biologiska motsvarighet, dessa vakuumbaserade biomimetiska sugkoppar kan fästas på nästan alla föremål."

Xie är meduppfinnaren av Festo Tentacle Gripper, vilket är den första helt integrerade implementeringen av denna teknik i en kommersiell prototyp.

Forskare styr armen med två ventiler, en för att applicera tryck för att böja armen och en för ett vakuum som kopplar in sugkopparna. Genom att ändra tryck och vakuum, armen kan fästa vid ett föremål, svepa runt den, bär det, och släpp den.

Forskarna testade framgångsrikt enheten på många olika föremål, inklusive tunna plastskivor, kaffemuggar, provrör, ägg, och till och med levande krabbor. Avsmalningen gjorde också att armen kunde klämmas in i trånga utrymmen och hämta föremål.

"Resultaten från vår studie ger inte bara nya insikter i skapandet av nästa generations mjuka robotaktuatorer för att gripa ett brett spektrum av morfologiskt olika objekt, men också bidra till vår förståelse av den funktionella betydelsen av armens avsmalnande vinkelvariation mellan bläckfiskarter, sa Katia Bertoldi, William och Ami Kuan Danoff professor i tillämpad mekanik vid SEAS, och medförfattare till studien.