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这种人造肌肉可承受自身重量的 4000 倍,伸展长度是自身长度的 12 倍

高举双臂的仿人机器人(图片来源:Adam Lukomski via Unsplash;已裁剪)
高举双臂的仿人机器人(图片来源:Adam Lukomski via Unsplash;已裁剪)
蔚山国立科学技术研究院(UNIST)的一组研究人员开发出了一种功能强大、特性可调的人造肌肉。在必要时,这种肌肉可以从灵活变得异常强壮。
Science Robot / Robotics

由联合国工业技术大学 Hoon Eui Jeong 教授领导的一个研究小组设计出了一种新型软人造肌肉,这种肌肉可以无缝地从柔软、灵活变为坚硬、强壮,从而克服了限制软机器人能力的一个关键权衡因素。先进功能材料》(Advanced Functional Materials)杂志详细介绍了这种非凡的肌肉,它具有很高的工作密度。1.25 克的样品在刚性状态下能支撑 4000 倍的重量,在柔性状态下能拉伸 12 倍的长度。

这种新型致动器旨在解决软机器人技术中的一个基本难题--人造肌肉往往要么高度柔韧但较弱,要么强韧但僵硬。UNIST 团队通过设计 "双交联 "聚合物网络实现了这两个目标。这种设计将强力永久共价键与动态物理相互作用结合在一起,前者可提供机械完整性,后者可通过热刺激形成和破坏,从而提供柔韧性。

科学家们还在聚合物中嵌入了磁性微粒,从而可以利用外部磁场精确控制肌肉的运动。这种双重响应设计使这种材料能够表现出从 0.213 兆帕到 292 兆帕的宽刚度范围。

在收缩时,肌肉的致动应变超过 86.4%,功密度达到 1,150 kJ/m3,对于柔软的人造肌肉来说,这是一个令人印象深刻的高值,大约是人体肌肉组织的 30 倍。如果这种新型聚合物能够成功开发和整合,我们就能看到更加强壮和灵活的仿人机器人。

资料来源

威利在线图书馆

图片来源:Adam Lukomski亚当-卢克姆斯基

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Chibuike Okpara, 2025-10-17 (Update: 2025-10-17)