力大无穷的人造肌肉
大科技02-14

 

随着人工智能的不断发展,机器人可以拥有一个越来越具智慧的 " 大脑 " 了,它们可以说人话,做翻译,写歌曲,绘图画,但是它们的躯体还是丑陋僵硬的传统机械模样,与其智力升级完全没法匹配。但是,随着一种特殊人造肌肉的出现,人形机器人距离它们的身材大改造将更近一步。

美国哥伦比亚大学的一个研究团队已经利用一种特殊的柔性材料成功制造出非凡的人造肌肉。科学家测试了人造肌肉在机器人制造方面的多种应用环境,在这些实验中,人造肌肉表现出了超强的伸缩能力。通过电力加热,在 80 ℃的环境下它可以膨胀到自身体积的 9 倍大。这种合成肌肉能举起 1000 倍于自身重量的物体,单位质量人造肌肉中储存的能量是天然肌肉的 15 倍。计算机可以控制自动元件完成几乎所有设定的动作,使之像真正的人类肌肉一样,完成推、拉、弯曲、扭转以及托举等动作。

为了使人造肌肉实现强伸缩、高耐压和低密度三重特性,这种人造肌肉使用的材料是一种硅橡胶材料,内部的纳米微气泡中分布着乙醇,随温度的调节会有较大的弹性。这使得人造肌肉不仅具有与其他类似材料的弹性特质,而且能够在较大范围内进行体积变化。同时,这种材料的运用也使得人造肌肉更容易制造,成本较低,且材料本身对环境无害,更为环保。这种柔性材料可以通过 3D 打印完成定形,制成各种所需的连接结构。利用薄电阻丝和 8 伏特的低功率电连接人造肌肉,便可以驱动它完成拉伸和收缩,从而带动与之相连的机械组件活动。

运用这种人造肌肉可以制作软体机器人,模仿生物的自然运动,还能够执行精巧的任务,在医疗辅助等许多领域都有着广阔的开发前景。

研究团队下一步计划用其他导电材料替代连接人造肌肉的电阻丝,加速其运动的反应速度,增加它的使用寿命。同时,研究团队还将与计算机科学家合作,共同研发针对这种柔性肌肉运动的人工智能系统,令其学习控制人造肌肉,而这将会成为人形机器人模仿人类自然动作的又一座里程碑。未来,钢筋铁骨的机器人不仅有过人的智慧,还能有柔软的肌肉,越来越具生命力,越来越有亲和力了。

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