本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
為了改進軍事任務和災難響應工作，大量的受動物啟發的機器人正在被創造出來——從像蟑螂一樣爬行的RHex機器人，到跳躍的沙蚤機器人和速度驚人的獵豹機器人。現在，一種更柔軟的智慧機器人技術來源加入了這個行列：章魚。
研究團隊已經在開發用於搜尋和救援的軟體章魚式機器人。這些努力包括總部位於義大利裡窩那的歐盟資助的OCTOPUS整合專案（著名的分離式抓取機器人章魚手臂的所在地）和哈佛大學的四足壓縮空氣驅動機器人。
但一項新的努力正在進行中，旨在借鑑章魚解剖結構的一部分：它的吸盤。
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章魚的每條手臂上都有數十到數百個靈活的吸盤。這些方便的杯子可以產生巨大的力量，用於抓取美味的螃蟹或抓住巢穴的巖壁。
幾十年來，機器人研究人員一直試圖模仿這種能力。早期的機器人吸盤使用連線到多個吸盤的中央氣泵。然而，如果並非所有吸盤都完全附著在所需物體上，這種技術就會出現問題：未附著的吸盤將意味著整個裝置的空氣和吸力能力損失。
但是，當真正的章魚吸盤與物體接觸時，它可以單獨啟用——獨立於手臂上其他地方的吸盤粘附或釋放物體。
因此，美國陸軍研究實驗室、埃奇伍德化學生物中心和馬里蘭大學的研究人員合作，正在向動物學習，並正在建立單獨啟用的機器人吸盤。這些吸盤在多材料3D印表機上製造，可以裝飾更傳統的機器人，為它們提供額外的工具，以實現更復雜的處理能力。
陸軍研究實驗室的研究生機器人操作研究員，也是機器人吸盤的主要開發者查德·凱森斯在一份準備好的宣告中說：“操作未知物體對於機器人來說是一項非常困難的任務。”
通常，機器人被程式設計（或學習）來拾取或處理特定型別的物體。但在災難情況下，這種程式設計或培訓通常是不可能的。“當福島事件發生時，如果送入的機器人能夠執行某種操作活動，例如關閉閥門、回收物體或在受汙染區域操作工具，那將非常有用，”凱森斯指出。但傳統的機器人通常具有剛性的手指，不能很好地抓住其他堅硬的表面。
真正的章魚吸盤很堅固，但也對觸控非常敏感，並且受到高度的肌肉控制。這使它們能夠抓住它們看不到的物體。
研究人員沒有試圖複製章魚非常敏銳的感覺和控制力，而是設計了一種自密封吸盤。這些吸盤仍然由中央真空啟用，配備了單獨的可移動塞子。如果吸盤沒有接觸任何東西，塞子會自動密封吸盤；當吸盤與物體接觸時，塞子會開啟，從而啟動泵驅動的吸力。透過將吸力作用集中在僅與所需物體直接接觸的那些吸盤上，這種方法還增加了每個活動吸盤接收到的壓力。
為了獲得強度和精度的完美結合，研究人員一直在藉助多材料3D印表機構建他們的原型。“透過3D列印，您可以在幾分鐘內從機器上獲得一套可用的吸盤，”埃奇伍德化學生物中心高階設計和製造部門的合作者布拉德·魯普雷希特在一份準備好的宣告中說。他幫助開發了一種堅固的尼龍和液體光敏聚合物的組合，這種聚合物在受到紫外線照射時會硬化。
凱森斯和他的同事已經證明，吸盤在陸地上——甚至在家裡——工作得非常好；僅四個最小的吸盤——每個大約指尖大小——就可以抓住一整瓶葡萄酒。但研究人員希望，像章魚的吸盤一樣，這些吸盤在水下也能更好地工作。“當您在空氣中使用大氣壓執行時，您從吸盤產生的力受到大氣壓的限制，”凱森斯說。“但是，當您潛入水下時，您擁有來自深海的所有額外壓力，因此這為您提供了更多的力來利用吸盤的有效性。”
然而，一旦團隊將這些強大的吸盤帶入深海，他們可能需要重新評估材料。“您可能不會使用相同的材料，”魯普雷希特說。“您會想要一些能夠抵抗鹽水的物質，例如熱塑性塑膠，”如果這些機器人章魚吸盤大規模普及，這將更具成本效益，可以透過傳統的注塑成型來製造，他指出。
與此同時，研究人員正在繼續測試不同的列印原型，以找出哪些原型真正有效。
插圖由Ivan Phillipsen提供