瑞士科学家利用已死亡的龙虾肢体作为机器人附件。这些海洋动物坚固、柔韧且轻质的外骨骼，已被成功展示为机器人操作臂、抓取器以及能以高达8赫兹频率摆动的游泳或扑翼装置。使用已死亡的动物部件，使这一技术成为“死体机器人学”领域的一项进展。这一来自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的生物混合机器人学案例，是一种特别可持续的“死体技术”，因为它利用了食品生产过程中产生的废弃甲壳类动物外壳。
“死亡物质，活体机器”
研究人员常常受自然界启发来创造更好的人造物。然而，死体机器人学则毫不避讳地征用（死亡的）自然物来为其服务。如果你需要一个尺寸和形状都像龙虾尾巴的可持续机器人部件，何必要从头再造轮子呢？
“外骨骼将矿化外壳与关节膜结合，提供了刚性与柔韧性的平衡，使其各节段能够独立运动。这些特性使甲壳类动物在水中能进行快速、高扭矩的运动，同时它们对机器人学也极具价值，”EPFL CREATE实验室负责人乔西·休斯（Josie Hughes）解释道。“通过重新利用食物废弃物，我们提出了一种可持续的循环设计流程，材料可以回收并适应新的任务。”
在上方的视频中，你可以看到一组展示科学家测试死亡甲壳动物外骨骼在机器人应用中使用的片段。具体来说，在这些测试中，挪威海螯虾的尾巴被用作机器人附件。挪威海螯虾是龙虾家族中体型较小的成员，也被称为挪威龙虾、都柏林湾明虾或斯堪的虾。
视频的第一部分展示了一对这样的尾巴被用于抓取各种（主要是柔软的）物体。相关研究论文指出，“一个3克的外骨骼能够支撑680克的有效载荷。”尽管与某些物体相比，这些死体机器人抓取器在尺寸和重量上差距悬殊，但它们仍能胜任抓取和操作任务，并且似乎不易损坏像西红柿这样的物品。
视频的后续部分显示，挪威海螯虾尾巴能成为性能极强的机器人游泳附件——这并不意外。在空气中，科学家发现它们可以非常快速地拍打，最高可达约8赫兹。
甲壳素是一种天然的生物聚合物，是甲壳类动物（以及昆虫）的关键结构成分，这也使得它们的外骨骼在此处如此有用。它是一种极易获取的材料，坚固、柔韧、轻质，并且可生物降解、生物相容。
为了增强外骨骼作为关节式附件本就具有的吸引力，瑞士科学家添加了硅涂层以增强强度并延长使用寿命。在外骨骼内部固定了一种弹性体，并在合成端连接到电机基座上。
“据我们所知，我们是首个提出将食物废弃物整合到机器人系统中的概念验证，该设计结合了可持续性与再利用和回收，”CREATE实验室研究员兼第一作者萨雷姆·金（Sareum Kim）表示。
展望未来，研究人员提出了更先进的合成增强机制，例如可调控制器，以适应生物结构的自然差异。无论如何，自然界在许多方面仍然优于人造系统，并为优雅的材料和机械设计提供了深刻的洞见。
死体技术在科学研究中的应用日益普遍。上个月，我们重点介绍了死体打印技术，其中死亡的蚊子口器被用作最精细、来源最可持续的3D打印喷嘴。2022年，我们还看到死亡的蜘蛛被用作“死体机器人”，具体是作为机器人抓取器。
