貓舌構造解決機器人研究難題

2021-02-12 材料牛

喬治亞理工學院的研究人員從貓的舌頭上的尖刺構造獲得啟發,研製一種柔性材料,可以在傷口清理、軟機器人等領域獲得應用。

如果從梳理時間的角度看,貓對自己的外貌一定很自信。從貓的這種虛榮行為中碰巧可以獲得一些啟發,科學家從貓的柔軟的舌頭上獲得靈感,開發一種柔性的夾持材料。這種材料可能在傷口清理、軟機器人等領域獲得應用。

這種材料的靈感來自於喬治亞理工學院機械工程博士生Alexis Noel。在看到她的貓的舌頭纏在一條厚厚的超細纖維毯子裡後,Noel對舌頭表面突出的尖刺產生了興趣並開始通過實驗探索它們在的特性。

通過使用宏觀和高速攝影技術,Noel和喬治亞理工學院Hu Biolocomotion實驗室的研究人員能夠清晰地觀察這些舌頭尖刺在梳理過程中的行為。這些尖刺像魔術貼般的鉤子,穿過毛髮,抓住、拉開纏結。受此啟發,該團隊試圖通過3D列印技術,以400%的規模複製貓舌。

「貓舌和複製貓舌對清潔和去除毛髮樣品中的纏結都非常有效,」Noel說,「我們還發現貓舌頭具有自清潔功能。通過簡單地從頭到尾舔舌頭,尖刺下的毛髮很容易去除。」

Alexis Noel所說的自清潔能力來源於尖刺的靈活性,不使用時它們像重疊的屋頂瓦平放在舌頭表面上。想像一把用過的發刷,上面有一塊纏在一起的頭髮,通常需要用手去除。舌頭尖刺以類似的方式收集毛髮,只是由於刺和鉤的角度原因,毛髮從前到後更容易去除。這就是貓最後會吞咽頭髮(和咳嗽)的原因。

研究人員表示,這些功能可能特別適用於軟機器人,在這一領域,找到能緊抓東西的柔性材料是關鍵。除此之外,這種材料可以用於低維護性梳子,並且為清潔傷口提供中更好的方式。

以此為出發點,團隊正在研究舌刺的間距對摩擦阻力的影響,以期初步開發可供人類使用的發刷。除此之外,該團隊計劃研究如獅子和老虎等更大的貓科動物的舌頭,以了解尖刺如何擴展到整個貓科動物家族。

原文連結:Trying to lick a robotics challenge with inspiration from a cat's tongue.

本文由編輯部丁菲菲提供素材,張坤編譯,劉宇龍審核,點擊下方「閱讀原文」進入材料牛報名加入編輯部

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