夹爪（Gripper）是工业机器人应用中非常重要的一环，近期德国萨尔兰大学团队运用智能材料开发出一种全新的真空吸盘，不需要压缩空气、只要一个短暂的电流脉冲就能够拾取物体。
真空吸盘在工业产线中经常可见，它们通常被用于分拣、输送那些表面平滑和平坦的物体，但因为必须压缩空气来进行抓放，使用真空吸盘往往是非常吵杂的，再加上辅助设备笨重，整个系统不但不灵活也会消耗大量的能量增加成本。
但萨尔兰大学机电工程与自动化技术中心（ZeMA）教授 Stefan Seelecke 所开发的真空吸盘与过去完全不同，它不需要任何额外的电动或气动驱动系统，只需要一个微小的电流脉冲即可产生真空状态，即使需要长时间或以特定角度抓住物体，吸盘也不需要额外的电力耗费才能进行。
Phys.org 报导指出，这种真空吸盘非常轻巧、适应性强、生产成本低且无噪音，之所以能够具有这些特殊优点，是因为团队采用了一种具备形状记忆的导线，能够像肌肉纤维一样绷紧或放松，同时这些导线也具备感测器的功能，在吸盘需要重新调整时提供资讯。
所谓的形状记忆，指的是材料在被迫变形后仍能回复到原本形状，而这正是这种真空吸盘运用的镍钛合金（nickel-titanium）导线所具备的特性。
Seelecke 解释，当电流通过这种合金制成的导线，在温度提升、晶格结构转变之下，导线的长度缩短，在电流停止后则会恢复原状，也就是说根据电流是否流动，超细导线将会像肌纤维一样收缩和放松。
“在所有已知的驱动机制中，这些形状记忆的导线具有最高的能量密度（energy density），这也使得它们能够在有限的空间中进行有力的运动。”
为了打造真空导线，研究人员将纤维束以类似环肌的肌肉组成方式放在薄金属圆盘周围，圆盘则贴在平坦光滑的表面的橡胶膜上，当施加电流脉冲后导线收缩，圆盘便会翻转位置。
而圆盘在翻转时便会拉动薄膜，进而产生强大、稳定的真空，由于导线捆扎在一起，而极细的金属丝又提供了很大的表面积让热量的传递变得十分迅速，导线产生的动作将能非常有力和快速。
因为镍钛合金具有感测特性，导线将可以提供使用者所有必要的资讯，像是电阻数据便与导线变形程度精确相关，控制器通过数据就可以随时了解导线的确切位置，进而判断物品是否有被牢牢固定住，也可以在发生故障或材料疲劳时发出警告。
目前这个真空吸盘已经可以稳固的抓住数公斤的物体，团队正在持续开发并改良这项技术，研究人员 Felix Welsch 认为只要在大型吸盘中使用更多导线，夹持力将有望再往上提升。
- Robot-mounted vacuum grippers flex their artificial muscles
（首图来源：Saarland University / Oliver Dietze）
