能够举起自身重量 4,000 倍的人造肌肉可能会彻底改变软机器人技术

想象一种材料,它的行为既可以像软橡胶,也可以像硬钢一样——在需要时具有弹性和柔软性,但又足够强大,可以举起自身重量的数千倍。韩国蔚山国家科学技术研究所 (UNIST) 的一个工程师团队已经实现了这一目标,他们开发出一种人造肌肉,可以举起自身重量 4,000 倍的人造肌肉,可以彻底改变软机器人技术,该人造肌肉首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
图片来源:DALLE。

想象一种材料,它的行为既可以像软橡胶,也可以像硬钢一样——在需要时具有弹性和柔软性,但又足够强大,可以举起自身重量的数千倍。

韩国蔚山国家科学技术研究所 (UNIST) 的一个工程师团队已经实现了这一目标,他们开发出一种人造肌肉,可以在柔软和坚硬状态之间切换,同时提供远远大于人类肌肉的能量输出。

由UNIST机械工程系的Hoon Eui Jeong教授领导的研究团队创造了一种新型软执行器——本质上是人造肌肉——克服了软机器人技术中最大的挑战之一:灵活性和强度之间的权衡。

他们的研究结果发表在《先进功能材料》上,标志着从可穿戴机器人到医疗辅助技术等应用向前迈出了一大步。

先进功能材料

传统的人造肌肉一直面临着根本性的限制。

它们要么可以轻松拉伸,模仿生物组织的灵活性,要么可以产生强大的力量来举起重物,但很少同时两者兼而有之。

新的 UNIST 设计通过创新的双交联聚合物网络解决了这个问题,使肌肉能够动态适应。

实际上,人造肌肉在需要移动或弯曲时可以软化,然后立即变硬以处理重负载。

尽管重量仅为 1.25 克(比回形针还轻),但它最多可支撑 5 公斤,大约是其自身重量的 4,000 倍。

软化后,可拉伸至原来长度的12倍,展现出非凡的弹性。

与人类肌肉相比,更令人印象深刻的是它的性能。在收缩过程中,人造肌肉的应变达到 86.4%,是典型人体组织应变的两倍多,最大应变约为 40%。