科学家们已经开发出了可3D打印的合成软肌肉,它可以推、拉、弯、扭和举起1000倍于自身重量的东西,为逼真的机器人铺平了道路。一种具有内在扩张能力的人工活性组织,不需要像以前的肌肉那样需要外部压缩机或高压设备。
所用材料的应变密度是天然肌肉的15倍。美国哥伦比亚大学的霍德·利普森教授说:“我们在制造机器人思维方面取得了很大进展,但机器人的身体仍然很原始。”“这是一个很大的难题,就像生物学一样,新的执行器可以被塑造和重塑一千种方式。我们已经克服了制造逼真机器人的最后障碍之一,“利普森补充道。
为了实现高应变、高应力和低密度耦合的执行器,研究人员使用了在微气泡中分布乙醇的硅橡胶基体。他们说,这种解决方案结合了其他材料系统的弹性特性和极端体积变化特性,同时也容易制造,成本低,由环境安全的材料制成。
人造肌肉被3D打印成所需的形状后,用一根细电阻线和低功率电驱动。它在各种机器人应用中进行了测试,显示出显著的伸缩能力。研究人员说,当通过计算机控制电加热到80摄氏度时,这种自主单元能够膨胀高达900%,几乎可以在任何设计中执行运动任务。
“我们的软功能材料可能会成为强壮的软肌肉,可能会彻底改变当今软机器人解决方案的设计方式。它可以推、拉、弯、扭和举重,“哥伦比亚大学博士后研究员阿斯兰·米里耶夫说。“这是最接近天然肌肉的人造材料,”米里耶夫说。
以前,由于不能表现出所需的高致动应力和高应变的特性,没有任何材料能够起到软肌肉的作用。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。
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