无声人造肌肉可以改变机器人和可穿戴设备

长期以来,工程师们一直在尝试制造像人体一样工作的人造肌肉——坚固、灵活、快速且易于控制。现在,来自麻省理工学院媒体实验室和意大利巴里理工大学的一个团队开发出了一种新型人造肌肉,更接近这一目标。他们的研究成果发表在《无声人造肌肉可以改变机器人和可穿戴设备》一文中,该文章首先出现在《Knowridge Science Report》上。

来源:Knowridge科学报告

长期以来,工程师们一直在尝试制造像人体一样工作的人造肌肉——坚固、灵活、快速且易于控制。

现在,来自麻省理工学院媒体实验室和意大利巴里理工大学的一个团队开发出了一种新型人造肌肉,更接近这一目标。

他们的工作发表在《科学机器人》杂志上,介绍了“电流体纤维肌肉”,这项技术可以帮助创造更安静、移动更自然的机器人和可穿戴设备。

这些新肌肉由细纤维制成,类似于构成体内真实肌肉的纤维。根据机器人或设备需要做什么,它们可以以不同的方式排列。

与通常依赖嘈杂的电机和笨重设备的传统机器人系统不同,这些纤维肌肉柔软、灵活且安静。

这使得它们对于与人密切交互的设备特别有用,例如假肢或可穿戴外骨骼。

关键的创新是将两种现有的想法结合到一个系统中。

第一个是一种柔软的管状人造肌肉,称为 McKibben 执行器,当液体被泵入其中时,它会收缩。

第二个是基于电流体动力学的微型泵,这是一种利用电力而不是移动机械部件来移动流体的方法。

通过将这些小型泵直接集成到肌肉纤维中,研究人员消除了对大型外部泵的需求,这些泵限制了软机器人在现实世界中的使用。

一个巧妙的设计特点是纤维如何成对工作,类似于人类肌肉的运作方式。例如,当您弯曲手臂时,一块肌肉收缩,而另一块肌肉拉伸。

研究人员使用了相同的想法,通过在两个纤维肌肉之间连接一个微型泵来连接它们。当液体进入一块肌肉并导致其收缩时,另一块肌肉就会放松。

此设置还允许系统将流体保留在内部,从而无需外部储液器。

资料来源:麻省理工学院。