哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和麻省理工学院(MIT)的研究人员受蛇皮的启发，开发了一种弹出式鞋把，可以增加鞋子与地面之间的摩擦。除了其他用途外，这种辅助握把还可以用来降低老年人摔倒的风险。

这项研究发表在自然生物医学工程。

“跌倒是老年人死亡的主要原因，也是职业相关死亡的第二大原因，”麻省理工学院机械工程助理教授乔瓦尼·特拉弗索(Giovanni Traverso)说，他是该论文的共同通讯作者。“如果我们能控制并增加我们与地面之间的摩擦，我们就能降低这类坠落的风险，这不仅会造成生命损失，还会导致每年数十亿美元的医疗费用。”

研究人员使用日本剪纸艺术kirigami来模仿蛇的鳞片。这个夹持器是由一块薄而柔软的钢板制成的，上面有几十个鳞片状的切口。当材料拉伸时，切口会弹出刺入地面并产生摩擦。当脚变平时，鞋钉会折叠回材料中，再次形成光滑的表面。

“当你走路时，你鞋子的弯曲度会发生变化，”麻省理工学院的研究科学家、该论文的共同主要作者萨哈布·巴巴伊(Sahab Babaee)说。“我们设计了这些辅助抓手，当重量从脚跟转移到脚趾，鞋子沿着鞋底弯曲和伸展时，它们就会弹出。”

多学科研究小组研究了步态，以找到触发尖刺的足部确切的正确曲率，并在包括冰在内的多种表面上测试了该设备。

“通过模拟和实验的结合，我们仔细选择了切割的位置，这样刺钉就会变得坚硬，并以最佳的攻角弹出，从而最大限度地提高基里米与接触面的抓地力，”SEAS的前博士后研究员、该论文的共同主要作者艾哈迈德·拉夫桑贾尼(Ahmad Rafsanjani)说。拉夫桑贾尼目前是苏黎世联邦理工学院的高级科学家。

在测试中，这种装置不仅比主流的商业冰爪重量更轻，更容易穿戴，而且在产生摩擦方面也优于它们。

SEAS的William and Ami Kuan Danoff应用力学教授、该论文的共同通讯作者卡蒂亚·贝托尔迪(Katia Bertoldi)说:“这些轻量级的基里伽米超表面可以在公共卫生中发挥重要作用，减轻在一系列不同环境中的滑动和跌倒。”“它们还可以用来提高全地形机器人的机动性，有朝一日，这些机器人可以穿越困难的环境，执行搜救任务。”