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动物和植物能够根据特定任务的要求动态地对环境做出反应。研究人员从穿山甲的鳞片中获得灵感，开发了一种具有形状变形和刚度变化能力的软机器人分层结构。受比例启发的分层结构（SAILS）依靠负压和高频驱动来变形为感兴趣的形状和刚度。它们以能够游泳和爬行的两栖机器人的形式展示了SAILS的潜力，以及能够改变刚度以尽量减少着陆影响的无人机起落架—Amos Matsiko

生物体通常通过复杂的结构具有显著的多功能性，例如章鱼的形状变形和刚度变化。受自然生物启发的软机器人通常需要集成单独的模块来实现这些不同的功能。因此，整个结构繁琐，控制系统复杂，通常涉及多个控制回路来完成所需的任务。

受覆盖穿山甲和鱼类等生物的鳞片的启发，新加坡南洋理工大学研究人员开发了一种机器人结构，可以在高度集成、紧凑的身体中同时改变其刚度和形状。鳞片启发的分层结构是通过逆向设计的鳞片可编程表面图案实现的。当密封在弹性封套中并受到负围压时，它会转变为指定的形状，同时变得坚硬。

鳞片启发的分层结构可以在高达5赫兹的频率下启动，并在其软态和硬态之间实现了高达53倍的明显弯曲模量变化。研究人员进一步展示了SAILS的多功能性，开发了一种两栖软机器人，以及能够适应不同负载的无人机自适应和可调着陆系统。

相关研究成果以“Scale-inspired programmable robotic structures with concurrent shape morphing and stiffness variation”为题发表在国际顶级期刊Science Robotics上（DOI: 10.1126/scirobotics.adl0307），新加坡南洋理工大学王一凡教授为论文的通讯作者。

文章来源：神经形态感存算一体电子