模型间迁移：Understanding the Venus Flytrap Snapping Mechanism and Transferring it to a 3D-printed Bistable Soft Robotic Demonstrator

蝴蝶虫 (Dionaea muscipula) 不仅是食肉植物的教科书模型，而且长期引人注目，因为其快速闭合叶片陷阱的运动机制。陷阱在触发后两次连续触碰后，叶片会从凹面开放状态迅速切换到凸面闭合状态，并在触发后100-500毫秒内捕获猎物。这种从凹面到凸面的转化是由叶片中储存的应力释放引起的，伴随着胀压的变化，加速了运动，导致叶片的双轴曲率反转。具有两种低能状态的叶片可被表征为双稳定系统。通过本研究，我们深入理解了蝴蝶虫运动力学，并将其原理应用于人造双稳定执行器的设计。我们确定了几何特征，如尺寸比例和叶片的厚度梯度，并将其转化为两个3D打印的双稳定执行器模型。一个执行器模拟蝴蝶虫叶片的几何结构，另一个则是采用CAD设计的叶片模型。两个模型均显示出凹凸双稳定性并快速闭合。这些示范器是开发人造蝴蝶虫的第一步，其机械行为模仿生物模型，可用作软体快速夹具。