【中國智能制造網 技術前沿】近日,哥倫比亞大學開發出一種具有“內在擴展能力”的3D打印合成軟肌肉,可以舉起重量是自身重量1000倍的物體,當加熱至80°C時,它們能擴展900%。這種柔軟的功能性材料也許能充當強壯的軟肌肉,它們或許會徹底改變當今軟機器人解決方案的面貌。
哥倫比亞大學工程系的研究人員開發出一種具有“內在擴展能力”的3D打印合成軟肌肉。令人難以置信的是,這種3D打印肌肉可以舉起重量是自身重量1000倍的物體,比人體肌肉強三倍。它為全軟機器人的開發鋪平了道路。
據介紹,這種新的3D打印合成肌肉更高程度地復制了肌肉的行為,從某種程度上講它們本身就是一種軟機器人。相比其他機器人,如氣動機器人,軟機器人有明顯的優勢,能進行抓握、操縱等自然運動,占用的物理空間往往比硬機器人更少。
由于在整個肌肉中分布有微氣泡形式的、帶有乙醇的硅橡膠基質,新的3D打印肌肉有一個更低的密度,其應變密度是有機肌肉的16倍。這種解決方案便宜而環保,且易于制造,提供了彈性和的體積變化屬性。
這意味著科學家現在能制造出類人機器人的關鍵部件,這些機器人的力量將遠遠超過人類。這些3D打印肌肉通過一根嵌入的細電阻線,由一個8V的低功率電源供電。測試表明,當加熱至80°C時,它們能擴展900%,這種膨脹收縮能力意味著它們可以執行多種移動任務。
“這種柔軟的功能性材料也許能充當強壯的軟肌肉,它們或許會徹底改變當今軟機器人解決方案的面貌。它們可以推、拉、彎曲、扭曲和舉重,是我們目前能創造出的、接近自然肌肉的材料,”研究人員解釋說。
現在,研究人員計劃用導電材料替換掉肌肉中的電阻線,以縮短響應時間,延長保質期。在更遙遠的未來,研究團隊希望能用人工智能來控制肌肉,以讓它們做出更生動的動作。
這項研究已經發表在了《Nature Communications》上。
(原標題:比人體肌肉強大3倍的3D打印肌肉,加熱后還能擴展900%)
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