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人工肌肉力大无穷 灵感竟来自折纸艺术?

发表于 2020-06-16 | 收藏595 |

人工肌肉力大无穷  灵感竟来自折纸艺术?

美国一个研究小组27日在新一期美国《国家科学院学报》上报告说,他们受折纸艺术启发研制出一种新型人工肌肉,可以让机器人变成“大力士”,能提起自身重量1000倍以上的物体。

论文第一作者、哈佛大学和麻省理工学院博士后研究员李曙光说,他们研发的人工肌肉由一层密封的“皮肤”材料包裹着“骨骼”构成,里面填充空气或水等流体,其中的“骨骼”受折纸艺术启发利用折叠结构设计而成。

工作时,通过改变密封“皮肤”中的流体压力,例如抽气充气或抽水充水,就可以让人工肌肉做出伸缩、弯曲或扭转等动作。通过设计各式各样的可收缩“骨骼”结构,就可以实现千变万化的“肌肉”运动,从而用来驱动不同设备,制造各种用途的机器人。

李曙光说:“此种新型人工肌肉可产生的力量巨大,可提起自身重量1000倍以上的物体,这相当于一个成人用单臂提起一辆运动型多用途汽车。”在试验中,研究人员利用一块2.6克重的人工肌肉,提起了一个3000克重的物体。

这种人工肌肉还具有极好的伸缩性,能收缩至自身体积的10%。

10分钟内制作10厘米长人工肌肉

李曙光说,新型人工肌肉的“皮肤”材料可以是塑胶、布料或橡胶等,而“骨骼”材料可以是塑胶、金属、硅胶或木材等,从而可以应用于驱动医疗设备、家用机器人以及大型工业机器人等。

这种人工肌肉的“皮肤”和“骨骼”也可以全部由水溶材料聚乙烯醇制作,有望用来研发不影响环境的作业机器人以及在体内释放药物的可摄入机器人。

李曙光说,他们可以在10分钟内制作出一块10厘米长的人工肌肉,材料成本低于1美元,显着降低了人工肌肉的生产制造时间与成本。下一步,他们将尝试利用多块人工肌肉来做一个机器人大象鼻子,像现实世界里的真大象鼻子那样柔软、灵活且有力。

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