浙江
工程师们首次以数字方式再现了章鱼手臂复杂的肌肉结构及其独特的动作，这为开发具有前所未有的灵巧性的软体机器人打开了大门。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校机械科学与工程系领导的一个研究小组成功建立了章鱼手臂的计算模型，该模型能够复制八臂头足类动物如何移动、抓取和操纵物体。
马蒂亚-加佐拉（Mattia Gazzola）副教授说："总的动机是想知道如何控制具有许多自由度的复杂系统，并找到运行昂贵计算的替代方法。章鱼是一种有趣的动物模型，自 20 世纪 80 年代以来就一直被研究。 [研究人员]想知道章鱼能力的'秘密'。"
虽然我们仍不清楚章鱼肌肉的精确运作机制，但这项研究是我们所见过的最先进的模型。 由于章鱼没有中枢大脑，而是在每个附肢上都有"迷你大脑"，因此科学家们一直在努力重现章鱼的这种运动。 但是，破解这一密码可能会改变游戏规则，为高效、多功能的自主软机器人技术提供模板。
在早期工作的基础上，研究小组在这项研究中观察到章鱼穿过屏幕屏障，抓取、操纵和移动放置在水箱隔板另一侧的一系列物体。 结合视觉记录，研究人员分析了核磁共振成像、组织学和生物力学数据，形成了一个模型，将近200块相互连接的章鱼手臂肌肉纳入模型中。
加佐拉谈到他们的模特对象时说："就像和一个小孩子一起工作一样。"你必须知道如何接近（章鱼）并让它保持参与。我们没有处理成千上万个自由度，而是将两个拓扑量--蠕动和扭转--与肌肉动力学联系起来。这两个量分别由不同的肌肉群控制，它们的共同激活产生了第三个拓扑量，描述了手臂的三维形态变化，也就是它的运动。"
虽然这些视频看似简单，但却是研究人员试图揭开章鱼软体运动力学奥秘的五十年研究成果。 它可能是工程师们一直在寻找的罗塞塔石碑，为开发精确流畅的软体机器人绘制蓝图，而这正是科学家们几十年来一直无法实现的目标。
接下来，研究人员希望将他们的计算模型转化为物理原型，利用这种错综复杂的肌肉结构进行自主任务训练。
"我们的理论理解仍然是一种直观的方法，"加佐拉说。"我们希望开发一个自动化框架，这样章鱼模型就能学会自主执行任务。"
章鱼的手臂是动物界公认的最灵活的肢体之一--它的运作没有关节等骨骼结构，这一点更令人印象深刻--但章鱼是出了名的难研究动物，我们仍然不知道构成其八个附肢的横向、纵向和斜向肌肉的确切工作原理。
有了这个简化了"机械智能"设计和控制原理的模型，研究人员相信，他们离利用大自然推动这一生物技术领域的发展越来越近了。
这项研究的第一作者阿尔曼-特基纳普（Arman Tekinalp）说："我发现，从活体动物身上学习，并将一些见解转化为软机器人设计的想法，是一件非常有趣的事情。"
这里还有几段来自这项研究的视频。
制作章鱼臂
章鱼臂：抓取物体
章鱼手臂 够取、抓取和检索物体
该研究发表在《 美国国家科学院院刊》杂志上。
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