可以进入密闭空间的连续体机械臂在侵入性手术、搜索、救援以及检查等多个领域都发挥着重要作用。然而，由于大多数连续体机械臂的延伸机制以来于弹性变形或折叠机构，因此其延伸和弯曲范围常常受到限制。

一般来说，常见的连续体机器人主要有气动/液压、线驱动、杆驱动几种延伸结构。

气动或液压连续体机器人通过将三个或更多平行室组合起来实现驱动，主要依靠腔室的充气程度来控制机器人进行伸展和弯曲，但其伸展的最小/最大长度均取决于未加压/加压室的长度。

受啄木鸟启发！新型延伸机构助力连续体机器人解决伸展和弯曲限制(图1) data-backh="126" data-backw="522" data-cropselx1="0" data-cropselx2="521" data-cropsely1="0" data-cropsely2="126" data-imgfileid="502857014" data-ratio="0.2412121212121212" data-type="png" data-w="825">

气动软体结构

线驱动连续体机器人主要由弹簧或折纸等可拉伸骨架这一简单结构组成，虽可以通过拉伸主干或同心管主干实现延伸，但弹簧或折纸由于其弹性材料和结构的原因，膨胀和收缩的速率收到限制。同心管骨架虽由于其不可拉伸的结构课提供高刚度，但其最大延伸距离取决于管直径。

受啄木鸟启发！新型延伸机构助力连续体机器人解决伸展和弯曲限制(图2) data-backh="228" data-backw="491" data-cropselx1="0" data-cropselx2="491" data-cropsely1="0" data-cropsely2="227" data-imgfileid="502857015" data-ratio="0.4635838150289017" data-type="png" data-w="865">

杆驱动连续体机器人延伸结构独立于弹性变形或折叠结构，其驱动机构使用线性电机来移动平行排列的多个杆促进伸展和弯曲运动。但运动取决于杆的相对位置是无约束还是受约束。无约束类型有利于显着延伸，却由于杆之间缺乏形状约束可能导致意外的扭曲和非线性弯曲。约束型使用带通孔的圆盘通过弹簧连接，圆盘提供的约束有利于大的线性弯曲，然其弹簧的恢复力限制了延伸，圆盘之间的距离亦随着机器人的伸展而增加、约束减少。

受啄木鸟启发！新型延伸机构助力连续体机器人解决伸展和弯曲限制(图3) data-backh="279" data-backw="305" data-cropselx1="0" data-cropselx2="305" data-cropsely1="0" data-cropsely2="279" data-imgfileid="502857018" data-ratio="0.9145454545454546" data-type="gif" data-w="550">

啄木鸟舌头和所提出的机器人从缩回位置过渡到伸展位置的快照

前不久，由日本九州大学机械工程系控制工程实验室、东京大学前沿科学研究生院和卡迪夫大学工程学院的研究人员组成的研究团队受啄木鸟延伸和弯曲长舌头捕捉树洞中昆虫的启发，提出了一种新颖的延伸机构，并据此设计、制造、测试了一种具有啄木鸟相似延伸结构、基于IMU力传感齿轮杆驱动的连续体机器人。该连续体机器人可以通过前后移动机器人的身体将机器人的有效长度从几乎为零改变为任意长度，最大延伸距离可达450毫米，最小弯曲半径可达125毫米。