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人造肌肉有望让柔性机器人变成现实

导读: 据国外媒体报道,近期哈佛大学JohnA.Paulson学院工程与应用科学系的工程师开发出一种以碳纳米管为基础的人造肌肉,这种材料有望将“柔性”机器人实用化。相关研究论文发表在最新一期的材料科学领域顶级期刊先进材料(AdvancedMaterials)上。

  据国外媒体报道,近期哈佛大学JohnA.Paulson学院工程与应用科学系的工程师开发出一种以碳纳米管为基础的人造肌肉,这种材料有望将“柔性”机器人实用化。相关研究论文发表在最新一期的材料科学领域顶级期刊先进材料(AdvancedMaterials)上。

  多年以来,机器人科学家一直在尝试打造“柔性”机器人。这种机器人体形柔软,可以灵活变形执行任务或者通过狭小空间,其设计理念有些类似于章鱼或者海星。

  但是这些机器人往往存在一个问题,他们太慢了。驱动机器人的气动以及液压系统响应非常缓慢,此外续航时间也很短。相比之下,电动机驱动的传统机器人更具优势。

  现在,哈佛大学JohnA.Paulson学院工程与应用科学系的工程师开发出一种以碳纳米管为基础的人造肌肉,这种材料有望将“柔性”机器人实用化。

  这种人造肌肉吉通包含了“介电弹性体”,当电场作用于软性材料时,其就会发生变形。事实上,此前这种“介电弹性体”已经存在,但当时驱动机器人运动所需的电场场强过高。

  现在,MishuDuduta及其团队已经将“介电弹性体”所需的电压降低,从而使得机器人能够大范围运动,并且不需要任何的刚性组件。他指出,“我们认为这将有助于发挥柔性机器人的潜力。”

  这主归因于人造肌肉中所采用的碳纳米管。这些碳纳米管可作为一个电极,而其根据肌肉的多层排列设计可以提供显著的牵引力。

  MishuDuduta在材料科学领域顶级期刊先进材料(AdvancedMaterials)发表的论文中指出,这种人造肌肉可用于制造可穿戴设备、柔性夹具、外科手术工具、柔性机器人以及常规机器人的柔性部件。

  这篇论文的共同作者之一罗伯特·伍德(RobertWood)指出,“驱动技术是机器人技术面临的最大挑战之一。在电动柔性驱动系统上的技术突破使得其更接近于生物肌肉性能,也为柔性机器人打开了实用性的大门。” 

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