一个基于SES关节的机械手抓取草莓而不损坏它。资料来源:MPI智能系统和科罗拉多大学

高性能是由受蜘蛛启发的电动液压软驱动关节（简称 SES 关节）实现的。这些关节可用于许多不同的配置—不仅仅是在创建蜘蛛机器人时。在他们的论文中，科学家们展示了一个双向关节、一个多节假肢和一个三指抓手，可以轻松抓取精致的物体。所有作品都很轻巧，设计简单，并表现出高性能，使其成为需要快速移动并与许多不同环境交互的机器人系统的理想选择。

研究人员基于 HASEL 技术开发了他们的 SES 关节，该技术之前由该团队发明，用于构建人造肌肉。SES 关节模仿受蜘蛛启发的外骨骼机制，由刚性和较软的元素组成，其功能类似于通过使用液压的动物腿部伸展。

研究人员制作了一个由薄塑料薄膜（聚酯或聚丙烯都可以）制成的柔性袋，其中填充了液体电介质（一种植物油）。然后他们在袋子的每一侧放置了电极。这些充满液体的口袋用作执行器，其中通过静电力产生液压动力。小袋连接到旋转接头。当在电极之间施加高电压时，静电力会导致液体电介质在袋子内移动，接头会弯曲。SES 关节能够旋转高达 70 度，产生高扭矩，并且可以轻松恢复到起始位置。

SES 关节非常简单和轻便，因为没有外围组件会加重机器人的负担，软机器人的许多应用都需要多功能执行器。这些受蜘蛛启发的关节具有很高的功能，并且只消耗很少的能量，它们制造起来既简单又便宜，而且它们的生产很容易扩展。这些都是对机器人设计至关重要的品质，它们可以以多种不同的方式移动并操纵各种物体而不会破坏它们。

三指抓手是该团队使用 SES 关节展示其多功能性的一种应用。如果团队为抓手配备了类似肌肉的结构，抓手就会阻碍抓握的物体。使用 SES 接头作为抓手的铰链需要的空间要小得多。这项研究之所以引人注目，是因为研究人员可以使用多种材料，甚至是用来制作薯片袋的塑料来制作小袋，这样就可以在各种几何形状中实施 SES，并具有专门调整的驱动特性。

研究的最终目标不是制造蜘蛛机器人，而是想开发一种最先进的主动关节，这种关节可以被放入任何类型的机器人中。特别是对于只有几厘米大小的小型机器人系统，有限的空间严重限制了执行器技术的选择，SES 关节将非常有用。对于软机器人来说，这项发明确实是一个飞跃。