超声波让人造肌肉变得栩栩如生

充满微小气泡的软凝胶可能看起来不太像。但当用超声波脉冲时,这种材料的行为就像天然肌肉一样:以惊人的力量收缩、抓握和举起。本周《自然》杂志报道了这一发现,它引入了一种新型人造肌肉——不是由电线、电池或泵供电,而是由声音供电。这些“气泡肌肉”背后的声学技巧为无线控制、快速响应甚至深层组织操作打开了大门。这可能会导致软机器人能够以栩栩如生的敏捷性在狭窄的空间中蠕动,手术工具可以在体内弯曲和弯曲,或者温和的抓手可以操纵易碎的物体而不破坏它们。 “从医学角度来看,这真的很酷,”西北大学材料科学家瑞安·特鲁比(Ryan Truby)说,他没有参与这项研究。 “他们使用相对简单的方法,但他们以巧妙的新方式将它们整合起来。” 人工肌肉设计的挑战 机器人界长期以来一直在努力设计能够与活体组织的灵活性和柔软度相媲美的人工肌肉。电机和液压系统可以提供力量,但缺乏技巧,可能会在体内造成安全风险,而由热、空气或化学反应驱动的软执行器往往体积庞大、效率低下,或者在实际使用中速度太慢。苏黎世联邦理工学院的纳米机器人学家丹尼尔·艾哈迈德(Daniel Ahmed)采取了不同的方法。他和他的同事利用声学共振的力量,嵌入了数千个

来源:IEEE Spectrum _机器人

充满微小气泡的软凝胶可能看起来不太像。但当用超声波脉冲时,这种材料的行为就像天然肌肉一样:以惊人的力量收缩、抓握和举起。

超声波

本周《自然》杂志报道了这一发现,它引入了一种新型人造肌肉,这种肌肉不是由电线、电池或泵供电,而是由声音供电。

本周在《自然》杂志上报道 自然 电池

这些“气泡肌肉”背后的声学技巧为无线控制、快速响应甚至深层组织操作打开了大门。这可能会导致软机器人能够以栩栩如生的敏捷性在狭窄的空间中蠕动,手术工具可以在体内弯曲和弯曲,或者温和的抓手可以操纵易碎的物体而不破坏它们。

软体机器人 手术工具 夹具

“从医学角度来看,这真的很酷,”未参与这项研究的西北大学材料科学家瑞安·特鲁比 (Ryan Truby) 说道。 “他们使用相对简单的方法,但他们正在以巧妙的新方式将它们整合起来。”

“从医学角度来看,这真的很酷,” 瑞安·特鲁比 是西北大学的材料科学家,没有参与这项研究。 西北大学 “他们使用相对简单的方法,但他们以巧妙的新方式将它们集成起来。”

机器人界长期以来一直在努力设计能够与活体组织的灵活性和柔软度相媲美的人造肌肉。电机和液压系统可以提供力,但缺乏技巧,可能会在体内造成安全风险,而由热、空气或化学反应驱动的软执行器往往体积庞大、效率低下,或者在实际使用中速度太慢。

机器人 人造肌肉 电机 液压系统 软执行器 丹尼尔·艾哈迈德 以太币 超声波

不同的气泡大小响应不同的超声波频率,从而可以控制材料的哪些部分弯曲。ETH Zürich/Nature

苏黎世联邦理工学院/自然

几个原型设备展示了正在运行的气泡肌肉。

夹具 动物 软体机器人 中国