發布日期：2016-08-04

近日，美國哈佛大學John A. Paulson學院工程與應用科學系的工程師開發出一種以碳納米管為基礎的人造肌肉，這種材料有望將“柔性”機器人實用化。相關研究論文日前已發表在最新一期的材料科學領域頂級期刊Advanced Materials上。

多年以來，機器人科學家一直在嘗試打造“柔性”機器人。這種機器人體形柔軟，可以靈活變形執行任務或者通過狹小空間，其設計理念有些類似于章魚或者海星。

但是這些機器人往往存在一個問題，它們太慢了。驅動機器人的氣動以及液壓系統響應非常緩慢，此外續航時間也很短。相比之下，電動機驅動的傳統機器人更具優勢。

現在，哈佛大學的工程師開發出的人造肌肉有望將“柔性”機器人實用化。這種人造肌肉吉通包含了“介電彈性體”，當電場作用于軟性材料時，其就會發生變形。事實上，此前這種“介電彈性體”已經存在，但當時驅動機器人運動所需的電場場強過高。

現在，研究團隊已經將“介電彈性體”所需的電壓降低，從而使得機器人能夠大范圍運動，并且不需要任何的剛性組件。團隊負責人Mishu Duduta認為這將有助于發揮柔性機器人的潛力。

他表示，這主要歸因于人造肌肉中所采用的碳納米管。這些碳納米管可作為一個電極，而其根據肌肉的多層排列設計可以提供顯著的牽引力。

Mishu Duduta在論文中指出，這種人造肌肉可用于制造可穿戴設備、柔性夾具、外科手術工具、柔性機器人以及常規機器人的柔性部件。

論文的共同作者之一Robert Wood指出，“驅動技術是機器人技術面臨的最大挑戰之一。在電動柔性驅動系統上的技術突破使得其更接近于生物肌肉性能，也為柔性機器人打開了實用性的大門”。

來源：中國科學報