Octopus-inspired adhesive skins for intelligent and rapidly switchable underwater adhesion.
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DOI：
10.1126/sciadv.abq1905
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发表时间：
2022-07-15
期刊：
影响因子：
13.6
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中科院分区：
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--
作者：
章鱼将可控粘合剂与复杂的嵌入式传感器、处理器和控制器结合起来，操纵水下物体。目前的基于合成粘合剂的操纵器通常在没有感测或控制的情况下手动操作，并且激活和释放粘合剂可能很慢，这限制了系统级操纵。在这里，我们将可切换的、章鱼启发的粘合剂与嵌入式传感、处理和控制相结合，以实现强大的水下操作。通过主动控制膜，在<50 ms的时间内，在多个循环中将粘附强度从ON状态切换到OFF状态，切换次数超过450次。胶粘剂几何形状的系统化设计使其能够在低预紧力的情况下粘附到非理想表面，并独立控制胶粘剂强度和胶粘剂韧性，从而实现牢固可靠的附着和轻松剥离。我们的生物神经系统检测物体并自动触发可转换粘合剂。这被实现到一个可穿戴手套中，其中一系列粘合剂和传感器创建了一个仿生粘合皮肤，以操纵各种水下物体。章鱼启发的可转换粘合剂与传感，处理和控制集成在一起，以实现强大的水下操作。
The octopus couples controllable adhesives with intricately embedded sensing, processing, and control to manipulate underwater objects. Current synthetic adhesive–based manipulators are typically manually operated without sensing or control and can be slow to activate and release adhesion, which limits system-level manipulation. Here, we couple switchable, octopus-inspired adhesives with embedded sensing, processing, and control for robust underwater manipulation. Adhesion strength is switched over 450× from the ON to OFF state in <50 ms over many cycles with an actively controlled membrane. Systematic design of adhesive geometry enables adherence to nonideal surfaces with low preload and independent control of adhesive strength and adhesive toughness for strong and reliable attachment and easy release. Our bio-inspired nervous system detects objects and autonomously triggers the switchable adhesives. This is implemented into a wearable glove where an array of adhesives and sensors creates a biomimetic adhesive skin to manipulate diverse underwater objects. Octopus-inspired switchable adhesives are integrated with sensing, processing, and control for robust underwater manipulation.
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