研究人員開發(fā)了一種用于軟機器人的超薄人造肌肉

戴著花胸針，在你的眼前綻放，聽起來像是魔法。KAIST的研究人員已將其與機器人肌肉結合起來。

研究人員開發(fā)了一種用于軟機器人的超薄人造肌肉。最近在“ 科學機器人 ”雜志上報道的這一進步，展示了一個機器人盛開的花胸針，在動力藝術品上跳舞的機器人蝴蝶和飄動的樹葉。

可以移動的肌肉的機器人等同物被稱為致動器。使用諸如電的刺激，致動器像肌肉纖維一樣膨脹，收縮或旋轉。世界各地的工程師都在努力開發(fā)出能夠快速響應的動態(tài)執(zhí)行器，可以彎曲而不會斷裂，并且非常耐用。柔軟的機器人肌肉可以有各種各樣的應用，從可穿戴電子設備到高級假肢。

來自KAIST功能性拮抗納米工程創(chuàng)意研究中心的團隊開發(fā)了一種非常薄，反應靈敏，耐用的人造肌肉。執(zhí)行器看起來像一張約一英寸長的薄紙條。他們使用了一種叫做MXene的特殊材料，這是一類只有幾個原子厚度的化合物。

他們選擇的MXene材料(Ti 3 C 2 T x)由鈦和碳化合物薄層制成。它本身并不靈活; 當彎曲成環(huán)時，材料片會從致動器上剝落。當MXene通過離子鍵“離子交聯(lián)”連接到合成聚合物時，這種情況發(fā)生了變化。材料的組合使致動器具有柔韌性，同時仍保持強度和導電性，這對于由電驅動的運動是至關重要的。

他們的特殊組合表現(xiàn)優(yōu)于其他報道。它們的執(zhí)行器對低電壓反應非常迅速，持續(xù)運行超過五個小時。

跳舞蝴蝶機器人的動態(tài)藝術示范視頻。圖片來源：Umrao等，Sci。機器人。4，eaaw7797(2019)

為了證明微小的機器人肌肉有效，該團隊將執(zhí)行器整合到可穿戴藝術中：一個折紙啟發(fā)的胸針模仿了當施加少量電力時水仙花如何展開其花瓣。他們還設計了機器人蝴蝶，它們上下移動翅膀，使樹葉的雕塑顫動。

折紙啟發(fā)的水仙花機器人的動態(tài)藝術示范視頻。圖片來源：Umrao等，Sci。機器人。4，eaaw7797(2019)

“可穿戴式機器人和動力學藝術展示了機器人肌肉如何能夠獲得有趣和美麗的應用，”機械工程主要作者和機械工程教授Il-Kwon Oh說。“它還展示了小型人造肌肉在各種用途中的巨大潛力，例如觸覺反饋系統(tǒng)和活躍的生物醫(yī)學設備。”

跳舞動態(tài)藝術示范錄影在樹結構離開。圖片來源：Umrao等，Sci。機器人。4，eaaw7797(2019)

該團隊接下來計劃研究基于MXene的軟驅動器的更多實際應用以及MXene 2D納米材料的其他工程應用。