内布拉斯加州工程师研制的软性机器人肌肉能在几分钟内感知并密封穿刺口

哈斯科大学的工程师们在演示了一种人造肌肉能够感知损伤、定位损伤位置，并在没有人类帮助的情况下进行自我修复。这项由埃里克-马克维卡（Eric Markvicka）和研究生伊桑-克林斯（Ethan Krings）、帕特里克-麦克马尼格尔（Patrick McManigal）共同开发的技术进入了电气和电子工程师协会 2025 年国际电气和电子工程师大会（IEEE ICRA 2025）三项最佳论文奖的决赛，凸显了其技术意义。

软性机器人系统通常借鉴生物组织的灵活性，但很少能继承大自然的自主愈合诀窍。传统的可拉伸电子元件和致动器只能在穿刺或压力峰值切断导电迹线或弹性体破裂时才能继续工作。内布拉斯加大学团队的研究通过将自我意识和修复功能嵌入致动器本身，迎头解决了这一局限性。

肌肉依靠三层堆叠。底层是由分散在硅胶中的液态金属微滴构成的 "表皮"，这一层构成了传感器网格。坚硬的热塑性弹性体固定在中间，提供可融化和重新密封的材料。顶层通过在水压下膨胀和收缩来驱动运动，将储存的能量转化为机械功。

五股低水流不断在底层表皮上巡逻。当穿刺点连接到相邻迹线时，电路会检测到新的导电路径，标记出该位置，并自动增强通过该位置的电流。由此产生的焦耳热会软化热塑性塑料层，使其流入破损处，并在冷却过程中粘合，从而在几分钟内闭合伤口。

一个巧妙的复位步骤使系统可以重复使用。通过进一步提高电流，工程师们触发了电迁移，分离金属原子，并破坏由损伤产生的临时痕迹。传感器网格恢复到原来的打开状态，为下一次撞击做好准备。如果没有这种复位，致动器只能愈合一次。

在农业领域，机器人会遇到荆棘和碎石，而可穿戴健康监测器每天都要承受弯曲，因此自愈合机器可能被证明是非常有价值的。寿命更长的设备还能减少含铅和汞的电子垃圾。