终结者降临？柔性可自愈装置可仿生肌肉学术资讯

▲HASEL传动装置可以设计为柔软的夹臂，操控易碎的物件（如图中的树莓）。

近日，在美国科罗拉多大学博尔德分校工程中心的地下室里，一群研究人员正致力于制造下一代的机器人。这种机器人与你想象中的金属机器人截然不同，它由柔性材料制造而成。这类柔性材料与生物系统相似度更高。由于柔性机器人既能适应动态环境，还与人有良好的交互性，因此在未来具有广阔的应用空间。

在“软机器人”领域中的一个核心挑战是缺乏传动装置或“人造肌肉”，即无法像生物实体那样实现多样性和性能。工程与应用科学学院的Keplinger研究小组开发出一种能够模拟自然肌肉的伸展和收缩的新型柔性电驱装置。该装置能够自我感知其运动和自我修复电气损伤。此外，制造该装置的材料来源广泛，成本较低。这一机器人的出现，意味着软机器人的发展进入了新时期。

这一最新研发的装置名为“液压扩增自愈静电”（HASEL）传动装置。HASEL不再使用笨重的刚性活塞，也不再像传统机器人那样运转。其柔性结构在外加电压的驱动下，可以完成很多动作，例如抓起易碎的物件（如树莓和生鸡蛋）和举起重物。HASEL传动装置的性能（包括力量，速度和效率）与生物肌肉相当，甚至有所超越。HASEL的通用性，将使类人机器人的人造肌肉制造和假肢的更新换代成为可能。目前，《科学》与《科学机器人》已详细介绍了3种不同的HASEL传动装置。

“我们从生物肌肉的惊人能力中汲取了灵感，”论文的资深作者、机械工程系助理教授、材料科学与工程项目成员Christoph Keplinger讲道，“HASEL传动装置通过整合软射流和软静电致动器的优点，从而获得了之前研究的人工肌肉所不具备的通用性和性能。就像生物肌肉一样，HASEL可以兼具章鱼臂的适应性、蜂鸟般的速度以及大象一样的力量。”

HASEL技术的通用性和简单性，将引领当前和未来工业应用的潮流。“即便现在，我们也能以大概10美分的成本制造这些装置，”Keplinger团队博士研究生、《科学机器人》论文第一作者Nicholas Kellaris讲道，“材料价格非常低廉，扩展性好，与当前工业制造技术兼容。”

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编译：雷鑫宇审稿：西莫编辑：张梦

来源：https://www.sciencedaily.com