仿生吸盘突破水陆极限 中国团队实现850倍承重

发布时间:2026-03-16 05:07  点击:1次

想象一下,如果机器人能像章鱼一样轻松吸附在湿滑的岩石上,甚至在水下也能稳稳抓取重物,那会是怎样的场景?近日,中国科研团队带来了一项颠覆性的仿生技术突破,让这一科幻画面正逐步变为现实。

在复杂的跨介质环境中,传统机器人的吸附手段往往面临巨大挑战。北京大学于俊志教授团队指出,传统吸盘在水下容易因水流冲刷失效,在粗糙表面又难以维持真空密封。为突破这一双重壁垒,团队将目光投向了古老的七鳃鳗——这种生物利用柔软的嘴唇密封、肌肉泵产生真空,并凭借角质齿环与粗糙表面物理咬合,实现了完美的吸附效果。

受此启发,研究人员设计了一种创新的仿生吸盘,将柔性硅胶唇与智能形状记忆聚合物(SMP)核心巧妙结合。其工作原理堪称精妙:当内置加热器将材料加热至33摄氏度以上时,材料变软如橡胶,在真空作用下深入物体表面的微观缝隙;一旦冷却,材料迅速硬化,如同定制钥匙插入锁孔般将自身“锁”在物体表面。这种混合机制成功将吸附强度与持续真空维持解耦,即使真空系统故障或表面微漏,仍能保持超强抓力。

实验室数据令人惊叹:这个仅重70克的微型装置,在空气和水中均能稳定吊起超过自重850倍的物体。在粗糙表面上,其空气吸附时间延长近3倍,水下保持时间更是提升高达540%。更令人称奇的是其跨尺度适应能力:既能轻柔拾起0.01克的微型芯片,也能稳稳搬运11.4公斤的办公桌;水下不仅能抓取光滑硬币,还能牢牢吸附红砖、贝壳等不规则多孔物体。

为验证实用性,团队完成了极具挑战的水陆跨介质演示:机械臂在空中抓取仿生鳐鱼机器人,将其完全浸入水箱,待其游动后,吸盘再次精准吸附并成功将其从水中提起。这**畅操作证明了系统对空气-水界面过渡的完美适应。

这项技术未来有望深度集成于各类机器人平台,在深海资源勘探、海洋工程维护及两栖应急救援等领域发挥关键作用。对于中国制造业而言,这不仅是仿生机器人技术的重大突破,更彰显了我国在智能装备领域的原始创新能力。随着全球对跨介质作业需求的增长,此类技术或将成为下一代海洋机器人的核心标配,推动中国企业在高端装备市场占据更有利位置。

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