美国麻省理工学院结合国际研究团队开发出一种人工肌肉纤维，于诸多特征上更靠近自然肌肉。与成束组成生物肌肉的纤维同样，这些纤维可以按差别构型摆列，以满意特定使命的需求。与传统呆板人驱动体系差别，它们具备充足的和婉性，能与人体恬静地交互，而且无需马达、外部泵或者其他粗笨的辅助硬件便可静音运行。近日，相干研究结果发表于《科学—呆板人》上。
电液纤维模拟自然肌肉纤维的成束方式，有望实现紧凑、平静的呆板人及假肢体系。图源：MIT
论文第一作者、麻省理工学院博士生Ozgun Kilic Afsar注释说，这项新体系交融了两种技能：一种是称为“薄型麦基本驱动器”的流体驱感人工肌肉，另外一种是基在电流体动力学的小型化固态泵，这类泵能于密封的流体腔室内孕育发生压力，且无需运动部件或者外部流体供给。
Afsar指出，迄今为止，年夜大都流体驱动软体驱动器都依靠外部的“粗笨、重大、往往噪音很年夜的液压基础举措措施”，这使患上它们很难集成到对于挪动性或者紧凑轻量化设计至关主要的体系中。这已经成为流体驱动器于现实运用中面对的底子性瓶颈。
冲破这一瓶颈的要害于在利用基在电流体动力学道理的集成泵。这些毫米级、电驱动的泵经由过程向介电流体中注入电荷来孕育发生压力及流量，从而天生离子并动员流体运动。每一个泵仅重几克，厚度不比牙签粗几多，可以持续制造并轻松缩放。Afsar说：“咱们将这些纤维泵与薄型麦基本驱动器集成到一个关闭的流体回路中。”她指出，思量到两个组件的动态特征差别，这并不是易事。
一个要害的设计计谋是将这些纤维以非凡布局配对于。论文通信作者、意年夜力把里理工年夜学传授Vito Cacucciolo注释说，这象征着“一块肌肉紧缩而另外一块伸长”，就像当你弯曲手臂时，肱二头肌紧缩而肱三头肌拉伸。于他们的体系中，一个毫米级的纤维泵位在两个尺寸相近的麦基本驱动器之间，将流体驱动至一个驱动器使其紧缩，同时使另外一个驱动器败坏。
Afsar说：“年夜大都机械臂及人形呆板人都是缭绕驱动它们的伺服机电设计的。这带来了集成上的限定，由于伺服机电难以密集封装，而且往往将质量集中于它们所驱动的枢纽关头四周。比拟之下，纤维情势的人工肌肉可以慎密地组装于呆板人或者外骨骼内部，并漫衍于整个布局中，而不是集中于枢纽关头四周。”
这些电液肌肉对于在可穿着运用特别有效，其基来源根基理也可能具备更广泛的运用。
这项事情代表了纤维情势软体驱动范畴的庞大进展，解决了该范畴持久存于的若干难题，尤其是于便携性及功率密度方面。泵中没有运动部件使这些肌肉可以或许静音运行，这对于在假肢装配及辅助服装来讲是一个庞大上风。
相干论文信息：https://doi.org/10.1126/scirobotics.ady6438
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