英国最大的机器人实验室Jonathan Rosstier在IEEE Transactions on Robotics上发表论文，详细报道了其工作原理、建模、设计、制造、表征及其在机器人领域的应用。

作者郭

编辑齐

静电吸附技术起源于一个世纪前，当时两位丹麦科学家F. A .约翰森和k .拉贝克在两种材料之间施加一定的电压产生吸附力以及相关发明。此后，静电吸附技术被广泛应用于静电卡盘和夹持器、爬行和爬壁机器人、主动机器吸附和触觉技术。

图1:静电吸附手爪按材质和结构可分为三种:硬型、柔性型和可拉伸型。

图2:静电吸附在爬行和爬壁机器人中的应用根据移动方式可分为履带式、一维腿型和二维腿型。

图3:静电吸附在主动机吸附领域的应用，包括模块化机器人、翻书作业、变刚度智能材料、锚固作业、栖息作业、穿戴设备、翻书作业、封书作业。

图4。静电吸附在触觉技术中的应用。

一个经典的静电吸附系统一般由四部分组成:静电吸附复合材料和结构；高压电源；控制单元和吸附材料。当对静电吸附装置的电极施加一定电压时，吸附设备与被吸附材料之间会感应出静电吸附力，从而实现主动吸附或抓取。断电可以实现吸附物质的主动释放。

图5。经典静电吸附系统。

与其他吸附方法相比，静电吸附的独特优势包括:对各种材料和环境的适应性；能带来轻便简单的机械和控制系统；低能耗；适用于吸收易碎或高价值的材料。当然，静电吸附技术也有一些局限性，包括:需要负载一定的高电压；产生的吸附力比较小，会随着环境的变化而变化。

本文首先概述了静电吸附技术，详细介绍了静电吸附技术的工作原理、建模、设计、制造、表征及其在机器人领域的应用。对该技术的建模、设计与制造、快速吸附与释放、形状自适应静电吸附和智能静电吸附进行了深入探讨和展望。作者建议从材料、制造、应用物理等基础学科来理解该技术，以便更好地控制、应用和商业化该技术。

总之，静电吸附可以看作是一个前沿和交叉学科的研究方向。静电吸附研究平台可用于激发基于高压的应用物理基础问题探索、新型静电吸附软智能材料与结构制造工艺、新型传感与控制算法。笔者认为有兴趣的同事可以多合作，这样可以加快对这项技术的全面了解和应用。

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关于作者:本文第一作者为郭龙将博士，通讯作者为哈尔滨工业大学冷劲松教授。目前，郭博士就职于英国最大的软机器人实验室SoftLab Bristol，主要研发集传感、驱动、吸附于一体的机器材料，及其在材料抓取和医疗领域的应用。

郭博士一直致力于:静电吸附力的建模与表征；提高静电吸附系统的适应性、智能性和稳定性。将柔性智能材料和结构与静电吸附相结合，不仅可以使静电吸附系统主动适应和把握复杂曲面，还可以提高静电吸附系统的智能性。两个典型的例子包括:基于介电弹性体驱动器的智能复合材料-软静电吸附和基于液态金属-硅树脂管的智能复合材料。

图6:基于介电弹性体驱动器-软静电吸附的智能复合材料，集驱动、体和外体传感和吸附功能于一体。

图7:基于液态金属-硅胶管的智能复合材料，扁平可拉伸的特斯拉线圈结构，可实现软吸附和多模态传感功能。

纸质信息

机器人电附着技术综述

郭、冷劲松和乔纳森·罗西特

IEEE机器人事务

2019年12月31日

10.1109/TRO.2019.2956869

https://ieeexplore.ieee.org/document/8946902

电附着是一种电可控的附着机制，研究和应用于主动附着和附着、机器人抓取、机器人爬行和攀爬以及触觉等领域已有一个多世纪。这是因为与其他现有的粘合解决方案相比，EA技术有助于提高系统的适应性，降低系统复杂性，降低能耗，并减少对材料的损坏。在本次调查中，我们全面详细地介绍了机器人学中使用的环境分析技术的工作原理、建模、设计、制造、表征和应用，旨在为未来的环境分析研究人员和申请人提供指导和潜在的见解。仍然需要共同和协作的努力来促进这种有希望的粘附和抓取技术在各种机器人应用中的深入理解和成熟应用。

新闻稿参考来源:

J.郭，冷，罗斯特，机器人电附着技术综述，IEEE机器人学报，2020

J.郭，向，罗斯特，一种具有本体感受和外部感受能力的柔性形状自适应电粘复合夹持器，材料与设计，2018

J.郭和J. Rossiter，用于软粘合和传感的可拉伸双线线圈，材料与设计，2020

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