章鱼将可控粘合剂与错综复杂的传感、处理和控制结合在一起，以操纵水下物体。而目前基于合成粘合剂的机械手通常是手动操作，没有传感或控制，并且激活和释放粘合很慢，这限制了系统级的操作。
近日，弗吉尼亚理工大学Michael D. Bartlett介绍了一种受章鱼启发的水下粘合系统，该系统由可切换的粘合元件组成，并结合感官系统、处理和控制来实现粘合的自主激活和释放。
文章要点
1）粘合元件由一根柔顺的硅胶杆组成，由一层柔软的气动薄膜覆盖，以控制粘合。这些粘合元件与一系列微光检测和测距(LIDAR)光学接近传感器和用于实时物体检测和粘合控制的微控制紧密集成。这一紧密集成的系统模拟神经系统，使系统能够智能地控制多个粘合元件，以实现在干燥和潮湿环境中的灵活操纵。当在编程距离(d*)处感测到物体时，触发粘附膜。这使得能够通过规定的控制环路自主地激活粘连，以便通过调节膜的状态来快速附着和受控释放。通过施加正压，研究人员使薄膜膨胀以获得可以忽略的附着力，或者施加负压以增加界面处粘合元件的体积，从而产生吸力并增强附着力。
2）这一受章鱼启发的机构可在水下实现了大于60 kpa的粘合应力，粘合开关比从开到关的比率超过450倍。此外，在多个循环中证明了可逆性，并且实现了从完全导通状态到释放/关断状态的快速切换时间<50 ms。通过柄结构调整吸盘的顺应性，能够可靠地附着到偏角基材，减少预紧力，独立控制粘接强度和分离功，在非理想条件下提供可靠的粘接。
3）传感器、处理和控制与可快速切换的粘合剂的紧密集成为在紧凑型系统中灵活操纵水下物体创造了新的机会，而无需事先了解环境。这一功能在可穿戴胶粘手套中得到了展示，研究人员展示了在水下捡起和释放各种物品的能力，包括平面、弯曲、刚性和柔软的物体。这些功能模仿了头足类动物的高级操纵、传感和控制，并为合成水下粘性皮肤提供了一个平台，可以可靠地操纵各种水下物体。
参考文献
Sean T. Frey, et al, Octopus-inspired adhesive skins for intelligent and rapidly switchable underwater adhesion, Sci. Adv., 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abq1905
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq1905
