详细内容或原文请订阅后点击阅览
为了从合成材料中获得逼真的运动，研究人员可以拥抱混乱
当人们想到高性能机器时，他们可能会先想到肌肉车，然后再想到自己的肌肉。但肌肉和其他活体组织可以非常快速地完成充满活力的事情——它们抽搐、折断和跳动——这就是物理学对力量的定义。
来源:密歇根大学对力敏感的化学反应可以帮助为像活组织一样跳动、抽搐和颤抖的工程材料提供动力，用于机器人和其他技术的新应用
当人们想到高性能机器时，他们可能会先想到肌肉车，然后再想到自己的肌肉。但肌肉和其他活体组织可以非常快速地完成充满活力的事情——它们抽搐、折断和跳动——这就是物理学对力量的定义。
科学家和工程师长期以来一直从生物学中汲取灵感，为各种应用（包括发动机、机器人和其他设备）创造出新型柔软、弹性和轻质材料。但这些合成材料尚未能够与活体组织的活性、强大功能相媲美。现在，密歇根大学的研究人员在《物理评论快报》杂志上发表了一个模型或理论框架，展示了实现这一目标的途径。
“我们的兴趣是考虑快速运动，”密歇根大学物理学助理教授 Suraj Shankar 说。 “如果我们想要制造出具有冲击力并且能够驱动极快运动的软引擎和软机器，那是一项非常艰巨的任务。”
Shankar 及其同事表明，可以通过将材料的内部力学和化学结合起来来克服这一挑战，使其固有的运动阻力成为一种有利的成分。该研究得到了美国国家科学基金会、美国陆军研究办公室和海军研究办公室的支持。
“想象一下被动软材料，比如一块橡胶，如果你拉伸它，它会慢慢恢复并放松到原来的形状。我们用来描述这一点的语言是说能量通过材料的阻尼而消散，”密歇根大学物理学教授、该研究的资深作者毛晓明说。 “如果我们想在真实材料中产生类似心脏跳动的行为，我们需要一些东西来对抗这种耗散。在这里，我们利用的机制是化学反应。”