在其折叠状态下，这款机器人手臂看起来像一个微型的手风琴，一种可以伸展和折叠进自身的类似手风琴的乐器。与手风琴不同，这款手臂不能演奏旋律，但它可以以精细且可能有用 的方式展开和起伏。
这项在周一发表于《PNAS》杂志的一项新研究中详细描述的设计，灵感来源于章鱼手臂，模仿了其如何伸展、扭曲和操控物体。其创造者希望它能被整合到生物医学应用中，协助进行微创手术或操作，例如将呼吸管从口腔插入气管或插入导尿管。
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斯坦福大学机械工程助理教授、新论文作者赵瑞科 (Ruike Renee Zhao) 表示：“章鱼的神经系统实际上位于其手臂中。我们在这里模仿的是一个高度智能的手臂系统。”“由于其手臂非常通用，它可能拥有成百上千种不同的运动方式来与物体互动。”
这款新型机器人手臂的灵活性归功于几个关键特征，包括由磁场而非电机驱动的运动、受折纸启发的面板以及柔软的外骨骼。
一串微小的片段构成一条手臂。在每个片段中，两块嵌有磁性颗粒的六边形软硅胶板夹着倾斜的塑料面板，这些面板采用的是克雷斯林折纸图案，这是一种可以扭曲以延长和收缩的折纸风格。面板的形状使手臂能够伸展成管状，或收缩成压缩状态。
由于整个机器人手臂都分布有磁化板，因此可以使用强大的磁场对其进行远程操作，有点像在核磁共振成像 (MRI) 扫描仪内部产生的磁场。在测试阶段，研究人员使用电磁线圈在手臂周围创建了一个三维磁场。通过调整手臂周围磁场的方向，他们可以产生扭矩来驱动各个折纸单元的运动和变形。该设计还允许研究人员独立控制手臂的每个部分，以微调其运动。
赵说：“通过控制外部磁场，它可以实现伸展行为、弯曲行为以及伸展和弯曲的组合。”“我们可以控制它开始弯曲的点。”
从磁化强度、尺寸、材料到由多少单元组成，手臂的所有方面都可以定制。
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在传统的机器人手臂中，工程师需要为手臂希望移动的每个方向（沿 x 轴、y 轴或 z 轴）编程驱动力。这些力通常由电机提供。这意味着如果手臂要具有更广泛的运动范围，就需要更多的电机。
但是，由于赵和她的团队使用的是带有外部磁场驱动器（类似于遥控器）的磁性材料，因此他们只需施加一个场即可为任何方向的广泛运动提供动力。
赵说：“如果我们考虑传统的机器人系统，例如儿童玩具或汽车，它们总是将电机直接嵌入机器人系统本身。这样做的缺点是会使整个系统变得非常大，因为你需要为电机和控制单元腾出空间。”然而，当机器人驱动由场控制时，驱动力就与机器人手臂本身分离了。“这使得我们可以最大限度地减小整个系统的尺寸。”
在某些方面，章鱼手臂是以灵活性换取力量；它仍然可以举起物体，但无法与装有连杆和活塞的金属手臂相媲美。赵说：“在生物医学领域，关键不在于举起非常重的物体，而在于精确控制物体的操纵。”“在人体内，我们没有铁球，不需要处理非常重的东西。我们需要的是一种巧妙的方法来穿过不同的通道。”
