新加坡研製超級人造肌肉可負載自身80倍重物

新浪科技訊 北京時間9月12日消息，據國外媒體報導，新加坡的科研人員近期研發出一種超級人造肌肉，其可以拉伸至本身長度的5倍，並負載相當於自身重量80倍以上的重物。這種新型人造肌肉是採用高分子聚合物製造的，其運行機制模仿了真實肌肉，即對電脈衝作出反應，發生迅速的收縮或膨脹。這在機器人研發領域還是首次，因此這項技術的出現為下一代更加高效，環保且經濟的機器人技術發展奠定了基礎。

這項技術突破的核心源自對電場活化聚合物的應用。理論上來，這種材料可以被拉伸10倍而不會發生破裂，這就讓其可以在承載數倍於自身重量的載荷情況下仍可執行多種操作任務。這與目前應用的人造肌肉不同，后者主要基於液壓系統設計，只能提升大約相當於自身重量一半的載荷。

該項技術的研製者，新加坡國立大學的安德林·何(Adrian Koh)表示：“我們所使用的材料模擬了真實肌肉的狀況，能對電脈衝作出快速響應，而不是像液壓系統那樣的緩慢機制。”並且他還強調，在運行時這種人造肌肉也同樣可以像液壓型同類品那樣保持穩定。他：“裝備了這種人造肌肉的機器人將可以具備和人更加接近的功能方式，但是其力量卻要強於人類。”

能量收集器

這種人造肌肉還具有另外一項潛在的重要應用。其最初的設計目的是想將電能轉化為機械能，但是它同樣也可以反過來，將運動中生的機械能轉變為電能並存儲起來。根據何教授的法，一個10公斤重的基於這種“肌肉”的“軟發電機”可以生出於一台重1噸的傳統發電機相同的電力。從儲能方面來，這種人造肌肉的工作原理有點像是電容，可以很快達到全功率狀態，從而達到快速充電的目的。

由於相對而言高分子聚合物材料價格並不昂貴，使用這些材料製造的機器人將比現有的傳統工藝機器人更加便宜。事實上，何教授表示採用人造肌肉材料的價格將僅有採用傳統液壓驅動機制方式的5%左右。因此，何教授相信基於這種人造肌肉製造的機器人未來將會成為一種普遍的消費品，就像今天的平板電腦以及智能手機一樣。

除了以上所提及之外，這種人造肌肉還擁有更多潛在的，機器人領域之外的應用價值。比如何教授表示這項技術可以被用來研發下一代更加高效的起重機設備。

全軟體機械

在對這項技術進行評價時，美國康奈爾大學的羅伯特·謝潑德(Robert Shepherd)教授表示：“這項有關電脈衝驅動人造肌肉的研究工作是邁向製造全軟體機械的重要一步，這種機械行動敏捷，並具有足夠力量可以執行很多重要任務。”

面向未來，研究人員將會繼續致力於改進這項人造肌肉技術，他們的下一個目標是使這種人造肌肉可以反復運作超過100萬次以上。在未來3~5年之內，研製組預期他們將有望將這種人造肌肉融合進一個具備完全功能的機械臂之中，這種機械臂將可以完成諸如取物，或是精確移動物體等任務。這種機械臂甚至還可以跟真人掰手腕——對此，何教授表示：“我們當然是希望我們的機械臂能贏了！”(晨風)