洛桑联邦理工学院（EPFL）科学家将废弃的甲壳类动物外壳集成到了机器人设备中，利用天然材料的力量和灵活性为机器人应用服务。

洛桑理工学院计算机器人设计与制造实验室（CREATE）实验室负责人乔西·休斯解释说，将生物元素与合成组件结合在一起，在增强机器人技术的同时，也有可能支持可持续的技术系统。

外骨骼结合了矿化壳和关节膜，提供了刚性和柔性的平衡，使各个节段能够独立移动。这些特性使得甲壳类动物能够在水中进行快速、高扭矩的运动，但也非常适用于机器人技术。并通过重新利用食物废弃物，我们提出了一种可持续的循环设计过程，在这种过程中，材料可以被回收并适应新的任务。

在发表于《先进科学》的一篇论文中，Hughes及其团队通过增强和扩展龙虾腹部外骨骼的合成组件展示了三种机器人应用：一个能够处理重达500克物体的操作器、能够弯曲和抓取各种物体的夹爪以及一个游泳机器人。设计、操作、回收、重复 在他们的研究中，CREATE实验室决定将龙虾外骨骼的结构坚固性和柔韧性与合成部件的精确控制和耐用性结合起来。

他们通过在外骨骼中嵌入一种弹性体来控制其每个段落，然后将其安装在一个电动基座上以调节其刚度响应（伸展和弯曲）。最后，团队在外骨骼表面涂上一层硅涂层以增强并延长其使用寿命。当安装在电动基座上时，该设备可以用来移动最多500克重的物体进入目标区域；作为夹持对使用时，两个外骨骼可以成功地抓取各种大小和形状的对象，从荧光笔到番茄。

该机器人系统甚至可以用于驱动一个配备有两片拍打式外骨骼“鳍”的游泳机器人，使其以每秒11厘米的速度前进。使用后，可以分离外骨骼及其机械基座，并且大部分合成部件可以重新利用。“据我们所知，我们是第一个提出将食物废弃物整合到一个结合可持续设计、再利用和回收的机器人系统中的概念证明的人。”CREATE实验室研究员及首位作者Sareum Kim表示。

一个重要限制在于生物结构的自然变异；例如，每只龙虾尾的独特形状意味着双‘指’夹钳在两侧会稍微弯曲不同。研究人员表示，这一挑战需要开发更先进的合成增强机制，如可调控制器。通过这样的改进，团队看到了未来系统整合生物衍生结构元素的潜力，例如在生物医学植入物或生物系统监测平台中的应用。“虽然自然不一定提供最优的形式，但它仍然远超许多人工系统，并为基于优雅原则设计功能性机器提供了宝贵的见解。”休斯总结道。

勇编撰自《先进科学》论文.2025相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。