近日，美國哈佛年夜學約翰·保爾森工程和運用迷信學院（SEAS）的科研團隊開辟出一種軟體機械人，它無需依附任何剛性元件，匍匐的道理異常像蛇，它的鱗片是采取剪紙術制成。

配景

沒有四肢，卻可以行走？蛇就是如許一種爬蟲類。

（圖片起源：維基百科）

身材滑膩，布滿鱗片。蛇或直線行走，或彎曲進步，既可擠進狹小空間，也可爬樹泅水。匍匐速度最高可達每小時14英里。

那末，蛇又是若何做到這一切的呢？

這一切都離不開它的鱗片。活動時，蛇會應用鱗片來抓緊空中，推進身材前行。這有點像鞋底釘，它可以贊助爬山活動員在滑膩的冰塊上找到容身點。因為蛇鱗的外形和結構，這類磨擦力幫助下的活動才得以完成。

立異

近日，美國哈佛年夜學約翰·保爾森工程和運用迷信學院（SEAS）的科研團隊開辟出一種軟體機械人，它無需依附任何剛性元件，匍匐的道理異常像蛇，它的鱗片是采取剪紙藝術制成的。剪紙藝術分歧于折紙藝術，轉變資料的特征依附的是剪切，而不是折疊。當機械人舒展時，扁平的剪紙外面會轉化為三維織紋外面，像蛇鱗一樣捉住空中。

(圖片起源：Ahmad Rafsanjani/Harvard SEAS)

相干論文揭橥于《Science Robotics》雜志。

技巧

研討人員從一張簡略的立體塑料紙開端，然后應用激光切割機，嵌入一組厘米級的切痕，并試驗分歧的外形和尺寸。一旦經由剪切，研討人員將塑料紙包覆住好像管子一樣的彈性體致動器，而這類致動器像氣球一樣，填充空氣后會收縮開來。

當致動器充氣時，剪紙切失落了凸起部門，構成一個粗拙外面，捉住空中。當致動器氣餒時，切痕折疊成立體，推動機械人進步。

研討人員經由過程將便攜式的掌握、感知、制動和電源模塊，包裝進微型的尾巴中，構建出這類完整自在行為的機械人。他們在哈佛年夜黌舍園中，停止了機械人的匍匐測試。

(圖片起源：Ahmad Rafsanjani/Harvard SEAS)

團隊試驗了各類外形的切痕，包含：三角形、圓形、梯形。他們發明梯形切痕，最接近蛇鱗的外形，使得機械人的挪動幅度到達最年夜。

(圖片起源：Harvard SEAS)

SEAS 的博士后研討員、論文的第一作者 Ahmad Rafsanjani 表現：“我們展現了，經由過程適當地均衡幾何切割外形與致動協定之間的關系，可以應用些剪紙皮膚的活動特征。進一步說，這些組件可進一步優化，從而改良體系呼應。”

價值

Rafsanjani 表現：“比來這些年，很多研討都是關于若何制作這類可形變、可舒展的構造。我們展現了，剪紙道理可以聯合到軟體機械人中，使機械人的活動方法更簡略、更疾速、比比來的技巧更廉價。”

運用力學傳授、論文高等作者 Katia Bertoldi 表現：“我們信任，我們創造的基于剪紙的計劃，為新型軟體匍匐器的設計開拓了途徑。這些全地形的軟體機械人無望穿越最艱苦的情況，展開摸索、檢討、監測和搜救義務，或許停止龐雜的腹腔鏡醫療手術。”