研究人員利用一種受日本剪紙藝術啟發的新穎設計，開發出了既輕柔又結實的機器人抓手，它能折疊衣服、抓取一滴水和超薄微纖維、舉起自身重量的16000倍，還能翻動書頁。該設備具有廣泛的潛在應用，從假肢到微創手術和深海探索。

最近，我們看到了一系列機器人抓手，包括無需電力操作的抓手、從花朵中獲得靈感的抓手，或帶有木質”手指”的抓手。不過，北卡羅來納州立大學（NC State）的研究人員可能剛剛開發出了更高級別的機器人抓手。

該研究的通訊作者尹傑（Jie Yin）說：”由於要在強度、精度和輕柔度之間做出權衡，因此很難開發出一種能夠處理超軟、超薄和超重物體的單一軟抓手。我們的設計很好地平衡了這些特性。”

為了在各種情況下都能發揮作用，理想的機械手需要能夠在需要的地方運用細膩的技巧，同時還能發揮力量和靈巧的特長。為了實現這些目標，研究人員從日本的剪紙藝術–桐紙中汲取了靈感。

在與摺紙密切相關的嘰里紙中，二維紙張被折疊和剪切成三維形狀。研究人員發現，受桐紙啟發而設計的機械手具有獨特的優勢。

尹傑說：”機器人抓手的強度通常以有效載荷與重量比來衡量。我們的機械手重0.4 克，能舉起6.4 公斤（14.1 磅）。有效載荷重量比約為16000。這比之前的有效載荷重量比記錄（6400）高出2.5 倍。結合其輕柔和精確的特點，該機械手的強度表明其應用範圍非常廣泛”。

據研究人員稱，這些特性更多地與機械手的設計有關，而不是由什麼材料製成的。

研究報告的第一作者洪耀業說：”從實際意義上講，這意味著你可以用可生物降解的材料製造機械手，比如堅固的植物葉子。這對於那些只想在有限時間內使用機械手的應用尤其有用，比如在處理食品或生物醫學材料時。例如，我們已經證明，這種機械手可以用來處理針頭等尖銳的醫療廢物。”

說到應用，在概念驗證測試中，研究人員將他們的機械手與肌肉控制（肌電）假手集成在一起，證明它可以翻動書頁，從葡萄藤上摘葡萄。

這項研究的合著者He（Helen） Huang說：”這種抓手增強了現有假肢裝置難以完成的任務的功能，例如拉上某些類型的拉鍊、撿起一枚硬幣等。新的抓手無法取代現有假手的所有功能，但可以用來補充其他功能。嘰里咕嚕抓手的優點之一是，你不需要更換或增強機器人假肢中使用的現有電機。在使用抓手時，只需利用現有的電機即可。”

但研究人員認為，他們的新型抓手可以用於更多領域：”我們認為，這種抓手設計在機器人假肢、食品加工、製藥和電子製造等領域都有潛在的應用前景。我們期待著與行業夥伴合作，找到將這項技術投入使用的方法。”

這項研究發表在《自然-通訊》（Nature Communications）雜誌上，下面的視頻展示了機器人抓手的工作過程。