去年年初，哈佛大学 John A. Paulson 工程与应用科学学院(SEAS)的一支研究团队，向我们展示了一款蛇形软体机器人。其借用了古老的剪纸艺术的名字(Kirigami)，打造出了一款能够触地伸展、收缩自如的蛇形推进机器人。时隔一年，该团队已进一步完善其设计，让蛇形机器人的速度和动作准确度有有了更大的提升。

图来自：Harvard SEAS，viaNew Atlas

  初代 Kirigami 蛇形机器人，包裹着有特殊剪切纹理的弹性致动器外皮，其“鳞片”可在延伸时突出。通过改变纹理切割的大小，并将片材卷成圆柱体(两端通过致动器施力)，研究人员成功地对其弹性有了更大的控制。需要指出的是，如果你仔细观察切口，会发现它们的形状并非千篇一律，因其能够根据编程而按特定顺序变形。SEAS 应用力学研究员、兼论文资深作者 Katia Bertoldi、William、以及 Ami Kuan Danoff 教授表示：

  “借鉴相变材料的理念，我们将之运用到了基于 Kirigami 的构建设计上，证明了弹出和未爆裂的形态可以同时在蛇形致动器上存在。”

  结合简单的切割和曲率，可让机器人编制出截然不同的动作。

  最终结果是，新款蛇形机器人的移动速度更快、并且能够更精确地定向。在一场比赛中，研究人员发现圆柱形的机器人前后传播速度很慢。

  作为对比，新方案可以让变形机器人的速度更快。具体做法是将弹性部件编程为在任一端变形，然后从后侧开始传播。

  研究人员相信，有朝一日，这类机器人可在许多其它机器人难以操作的地方展开探索，或者用于腹腔镜等医疗设备。当然，要实现这一点，还需要更多的逆向开发设计，以适应更复杂的形变。

  有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。原标题为：《Propagation of pop ups in kirigami shells》。

  论文链接：https://www.pnas.org/content/116/17/8200