在科技的前沿,哥伦比亚大学的一支研究队伍最近在Nature Communications杂志上发表了一项令人瞩目的研究成果。他们成功创造出了利用软材料技术制造的人工肌肉,这种肌肉不仅可以完成推举、拉动以及扭转等复杂运动,而且还能承受自身重量的1000倍之多。这一突破离我们实现超强类人机器人的梦想又迈进了一大步。
这些软体肌肉是通过3D打印技术制成的,不需要传统外部压缩器或高压设备支持。它们能够模仿生物肌肉在高压下的应变能力,为此之前缺乏相应材料提供了可能。
团队领导Hod Lipson教授认为,软材料机器人将为人类与机器互动领域,如制造业和医疗保健领域带来巨大的希望。他解释道,软机器人可以像自然界中的生物一样进行复杂运动,比如抓握物体、举重,并且适合执行柔性任务,因此具有广泛的应用潜力。
Lipson教授补充说,“虽然我们已经取得了许多进展,但目前机器人的身体仍然很原始。这是一个挑战,就像生物学中一样,因为新型执行系统可以形成并重塑成上千种形状。但我们已经克服了制造一种真正可用的人形机器人的最后障碍。”
为了实现这一目标,研究者Aslan Miriyev使用分布于乙醇中的硅橡胶基质在微气泡中作为致动剂。此解决方案结合了弹性和极大体积变化特点,同时使用环保、成本低廉且易于生产的材料。
打印出所需形状后的这块人工肌肉,可以通过薄电阻丝和8伏低功率电源驱动。当加热到80°C时,它能够扩展到900%。通过计算控制,每个单元都能独立完成几乎任何设计中的运动任务。
Miriyev博士表示,“我们的功能性材料可能会成为强有力的软筋,或许将彻底改变如何设计解决方案。”它既能推也能拉,也能弯曲、扭转和举重,这使得它非常接近自然肌肉的一个等效物。
研究人员计划进一步开发,并考虑加入导电材料以替代嵌入式线路,以提高反应速度并增加其耐用期。从长远来看,他们计划结合人工智能学习控制肌肉,以完成自然运动这一“最后里程碑”。