大象用鼻子尖端精准地抓取物体

大象用鼻子进食、喝水、交流、探索环境、进行社交行为以及制作和使用工具。鼻子包含六组肌肉，不仅非常强壮(可以连根拔起一棵树)，而且使用起来非常精确。大象使用多种技巧来抓握物体，包括吸力、用鼻子尖端的两个“手指”捏住物体以及用鼻子缠绕物体。

研究员PaulineCostes是一组科学家中的一员，他们在动物园里对六头雌性非洲草原象进行了测试，以了解它们的象鼻尖端施加了多大的力以及象鼻尖端的哪个部分最强。她解释了这些发现将如何用于提高机器人抓握和处理物体的能力。

您打算研究什么以及为什么?

在本研究项目中，我们研究了非洲大草原象鼻子尖端的最大夹力。大象的鼻子主要由肌肉组成，没有刚性结构(没有骨头)，并且有许多神经，赋予它强大的力量、精确度和敏感性。

先前的研究测量了大象用鼻子缠绕物体时整个鼻子的力量。我们关注的是象鼻尖端的力量。大象鼻子的尖端由两个手指状的凸起组成：一个在顶部，另一个在底部，更圆更短。我们还研究了象鼻的位置如何影响大象施加的力量。

设计机器人的电子工程师们试图模仿自然生物组织在执行不同任务时扭曲或转动的灵活性和方式。这被称为仿生技术。在过去的20年里，大象的鼻子启发了这项研究，特别是在抓取和操纵机器人方面。

我们的研究旨在了解象鼻尖端的抓握力有多强。这种抓握方式可以高精度地拾取小物体。这在软机器人中特别有用，软机器人专注于使用柔性和可变形材料设计和制造机器人，灵感来自生物学。

您的主要发现是什么?

我们测量的最大捏力为86.4牛顿。牛顿是测量力的国际单位，相当于使1千克质量产生1米/平方秒加速度的力。相比之下，人类拇指和食指之间的最大捏力在49到68牛顿之间。

我们发现，机器人的躯干末端可以高精度地抓取物体，但不需要很大的力。这对于机器人软夹持器的未来发展非常有用。有些机器人必须能够抓取物体，才能执行日常活动。软夹持器(机器人手臂末端的工具)是抓取物体的最重要组成部分。

基于大象鼻子的软夹钳还可以通过重新配置其形状来适应混乱和不可预测的环境。换句话说，它们可以根据与之交互的物体调整其弹性体。

研究越多，抓手就越好。以下是软机器人的一些使用示例：

医学：使用机器人进行微创手术。

工业：在生产线上处理易碎或形状不规则的物体。

研究与探索：开发能够在困难或难以进入的环境中导航的机器人。

农业：收获娇嫩的水果和蔬菜而不损坏它们。

我们还发现大象两根“手指”的力量存在差异。这是以前从未研究过的。