百香果干褶皺蘊藏什么秘密？最新研究稱或啟發(fā)機(jī)器人設(shè)計

　　中新網(wǎng)北京10月25日電 (記者 孫自法)百香果干表面褶皺還能蘊藏秘密？施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-計算科學(xué)》最新發(fā)表中國科學(xué)家合作完成的一篇物理學(xué)論文稱，百香果干表面的褶皺模式，或許能幫助啟發(fā)機(jī)器人設(shè)計。

　　在本項合作研究中，論文作者發(fā)現(xiàn)百香果干表面一種此前未知的褶皺模式，其研究結(jié)果和在此基礎(chǔ)上的理論預(yù)測，或能幫助人們理解物體大小和形狀非線性自然變化背后的復(fù)雜物理學(xué)，啟發(fā)自適應(yīng)機(jī)器人的新設(shè)計。

　　該論文介紹，褶皺是最重要的物體表面自然變化模式之一，會在物體壽命周期中不斷發(fā)生，而且程度各異。理論上，生長過程中的對稱性自發(fā)破缺(如在胚胎、腫瘤和大腦中)和脫水(如在水果和皮膚中)是造成復(fù)雜褶皺的兩大因素。對這類結(jié)構(gòu)變化的準(zhǔn)確預(yù)測和精準(zhǔn)操控具有極其重要的技術(shù)意義，比如可以用于納米器件的制造。

　　論文共同通訊作者、復(fù)旦大學(xué)徐凡教授和清華大學(xué)馮西橋教授及合作者，描述了百香果干表面一種未知類型的手性起皺模式。手性對稱性是指物體不具有反射對稱性，但可能有旋轉(zhuǎn)對稱軸。受到這種排列的啟發(fā)，他們開發(fā)出一個力學(xué)模型用來推廣出一個普適的標(biāo)度律，從而揭示了巴基球模式(如六邊形和五邊形)和手性模式(如左旋或右旋)形成背后的結(jié)構(gòu)-彈性機(jī)制。

　　論文作者還進(jìn)一步演示了這種手性起皺過程能在實驗室制作的硅核殼表面進(jìn)行模擬，并利用這種手性模式極高的局部靈敏度，設(shè)計出一個能抓取小物件(如一個金剛石、螺絲或綠豆)的自適應(yīng)機(jī)器人。

　　論文作者表示，他們的這項研究不僅解釋并預(yù)測了百香果干表面的結(jié)構(gòu)變化，同時也推動以自然界手性起皺模式為靈感的目標(biāo)自適應(yīng)抓取機(jī)器人的開發(fā)。