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对于典型的远程车辆操作 ， 在从水中拖拽导致手指释放之前的速度仍然非常合理 。 结果代表了对脆弱组织样本进行精细操作的前所未有的能力 。 虽然其他纤维增强软致动器已被开发用于抓握脆弱的海洋物种 ， 但较高的接触压力和抓握方式等因素限制了它们与凝胶状软体动物安全互动的能力 。 研究人员的软机器人执行器提供了与极其脆弱的海洋生物进行非破坏性交互和研究的机会 ， 这些生物的研究以前受到现有收集范式的限制 。
未来 ， 研究人员相信这项工作的扩展将使海洋生物及其他生物的精细抓取研究取得进一步进展 。 例如 ， 可以通过将传感器集成到这些超轻致动器中来实现动物生理和基因组特性的原位表征 ， 并使用深度神经网络来自动执行物种识别等任务 。 当与其他现有采样机制相结合时 ， 例如对来自单一生物的小样本进行深度测序 ， 原位测量和数据收集可以使生物学家更好地了解和保护深海生物多样性 。
实验的目的是设计和制造一种能够对软体海洋生物进行无损取样的温和夹持器 。 为了实现这一目标 ， 研究人员开发了一种由硅橡胶基体和柔韧但坚韧的纳米纤维增强层组成的软复合致动器 。 重要的是要考虑有机硅相对于目标生物的机械性能以及机器人操作环境的机械性能 。 虽弹性模量比水母的脑膜组织大一个数量级 ， 但这种硅胶的硬度提供了耐用性和在高施加压力下的抗失效性 。
首先 ， 制作致动器的下部 。 未固化硅橡胶被倒入定制设计的三维打印模具中 ， 并在真空室中对组件进行脱气 十分钟 。 接下来 ， 将纳米纤维片放置在模具上 ， 使未固化的有机硅能够渗透到织物中 。 对组件进行热固化 ， 将管道插入通道开口 ， 并用环氧树脂密封管道周围的区域 。 对于选定的现场测试 ， 这种颜料的目的是改善软致动器和周围水之间的视觉对比度 。 添加到混合物中的少量染料不会影响硅橡胶的热固化 。
为了测量研究人员设备的接触压力 ， 研究人员使用固定的称重传感器连接到一个板上 。 阻塞力表示每个执行器可以产生的最大力 。 为了最大限度地减少重力影响 ， 研究人员垂直安装致动器 ， 远端尖端指向下方 。 远端固定在一个三维打印的固定装置中 ， 该固定装置连接到板上 。 然后对每个致动器进行液压加压 ， 并使用测试软件记录致动器尖端施加在夹具上的阻塞力 。 最后 ， 使用夹具的面积和测量的力计算致动器施加的接触压力 。
在绘制采集区域时 ， 每个抓取操作都包含接近、抓取、收回和释放循环 ， 对于每个居中位置 ， 夹持器的手掌最初位于目标后面 毫米处 。 然后抓手接近目标 ， 并通过将执行器充气来尝试抓取 。 最后 ， 夹具试图将目标拉到一个新位置并释放它 ， 为下一次测试做准备 。 为了将最大外力量化为所施加角度的函数 ， 研究人员对同一个合成水母目标进行了抓取 。
【添加少量染料到混合物中，不会影响硅橡胶的热固化】然后在零中心偏移的情况下 ， 手掌缩回 ， 然后暂停 ， 同时通过系绳以规定的角度向物体施加力 。 通过向系绳末端的塑料容器添加恒定的质量增量来施加力 ， 直到目标滑出夹具 。 研究人员开发了一种不受束缚的设备 ， 可用于在实验室或水族馆环境中操作软机器人执行器 。 该设备使用 V蠕动泵来打开和关闭执行器 。 执行器和轮毂固定在碳纤维杆的一端 ， 泵和电池装在另一侧的防水盒中 。 连接到泵的输入管从设备的环境中抽水 ， 并有助于在海洋、实验室或水族馆环境中进行快速液压驱动 。
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