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  長期的水下任務會導致嚴重的減壓病 (DCI)。2011 年美國勞工統計局記錄，潛水員的平均職業死亡率是全國平均職業死亡率的 38 倍。水下捕撈是潛水員的典型任務之一。使用水下機器人加抓取手代替潛水員可以有效減少對潛水員的健康傷害，提高水下作業的效率。然而，開發具有自適應抓取和感應能力的機器人抓取手始終具有挑戰性。

  近日，北京大學謝廣明教授課題組在國際期刊Advanced Science上發表了題為“Glowing Sucker Octopus (Stauroteuthis syrtensis)-Inspired Soft Robotic Gripper for Underwater Self-Adaptive Grasping and Sensing”的研究論文，介紹了一種靈感來自于發光章魚 (Stauroteuthis syrtensis) 的軟體抓取手，可以實現水下的自適應抓取和感應。

  大多數章魚只有柔性手臂，表面分布有粘性吸盤。不同的是發光章魚的背膜覆蓋了它的大部分臂長，形成獨特的傘形，這樣的特點可以通過防止動物從手臂間隙逃逸并增加抓取摩擦力來有效提高大物體和活體動物的抓取可靠性。在這項研究中，受發光章魚捕食行為的啟發，并借助 3D 打印和模塊化澆注技術開發了一種新型軟體抓取手，其幾何結構和抓取能力與發光章魚相似。 

  該抓取手可以利用吸嘴被覆蓋時發生的流量變化而產生觸覺感知能力，分辨出各種物體的尺寸。因此，在渾濁的水下環境中，當機器視覺失效時，該抓取手的觸覺可以發揮重要作用。

  該抓取手具有出色的吸力和抓取能力，可以產生單獨吸力抓取，單獨吸盤閉合抓取及吸力和吸盤閉合共同作用抓取的三種抓取模式。實驗展示了該抓取手可以抓取多種形狀（平面或非平面）和尺寸的物體、散落的多個物體、活體（烏龜和金魚）、超重物體和超出抓取范圍的物體等。

  此外，由于吸盤由柔軟的硅膠材料制成，因此可以實現對水下動物的無損抓取。所抓取的動物都可以通過打開抓取手吸盤回到水中自由游泳。

  該仿生軟體抓取手由吸盤產生吸力與閉合進行抓取形成的獨特的混合抓取模式，使得其無論是在空氣中還是水下都展示出了出色的抓取能力。未來，該抓取手在水下打撈、物流分類、流水線上異類物體的選擇和放置等方面將具有廣闊的應用潛力。

  論文的第一作者是謝廣明教授課題組的博士生武明信，通訊作者是謝廣明教授和鄭興文博士，合作單位包括中山大學、英國帝國理工學院、荷蘭格羅寧根大學等。該研究得到了國家自然科學基金委和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）的經費資助。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202104382