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  近日，哈佛大學(xué)Wyss研究所和麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的研究人員受折紙藝術(shù)啟發(fā)研制出一種新型人工肌肉，可以讓機(jī)器人變成“大力士”，能提起自身重量1000倍以上的物體。論文第一作者是哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院博士后研究員李曙光。

  他們研發(fā)的人工肌肉由一層密封的“皮膚”材料包裹著“骨骼”構(gòu)成，里面填充空氣或水等流體，其中的“骨骼”受折紙藝術(shù)啟發(fā)利用折疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成。

（受高強(qiáng)度折紙結(jié)構(gòu)啟發(fā)的人造肌肉，可以定制成任何形狀，并舉起超過自身重量1000倍的物品，來源：哈佛大學(xué)Wyss研究所）

  工作時(shí)，通過改變密封“皮膚”中的流體壓力，例如抽氣充氣或抽水充水，就可以讓人工肌肉做出伸縮、彎曲或扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作。通過設(shè)計(jì)各式各樣的可收縮“骨骼”結(jié)構(gòu)，就可以實(shí)現(xiàn)千變?nèi)f化的“肌肉”運(yùn)動(dòng)，從而用來驅(qū)動(dòng)不同設(shè)備，制造各種用途的機(jī)器人。

人造肌肉骨架的結(jié)構(gòu)幾何決定了肌肉的運(yùn)動(dòng)方式。圖片來源：哈佛大學(xué)李曙光/ Wyss研究所

  李曙光說：“此種新型人工肌肉可產(chǎn)生的力量巨大，可提起自身重量1000倍以上的物體，這相當(dāng)于一個(gè)成人用單臂提起一輛SUV（運(yùn)動(dòng)型多用途汽車）。”在試驗(yàn)中，研究人員利用一塊2．6克重的人工肌肉，提起了一個(gè)3千克重的物體。

  這種人工肌肉還具有極好的伸縮性，能收縮至自身體積的10％。李曙光說，新型人工肌肉的“皮膚”材料可以是塑料、布料或橡膠等，而“骨骼”材料可以是塑料、金屬、硅膠或木材等，從而可以應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)醫(yī)療設(shè)備、家用機(jī)器人以及大型工業(yè)機(jī)器人等。

  這種人工肌肉的“皮膚”和“骨骼”也可以全部由水溶材料聚乙烯醇制作，有望用來研發(fā)不影響環(huán)境的作業(yè)機(jī)器人以及在體內(nèi)釋放藥物的可攝入機(jī)器人。

  李曙光說，他們可以在10分鐘內(nèi)制作出一塊10厘米長的人工肌肉，材料成本低于1美元，顯著降低了人工肌肉的生產(chǎn)制造時(shí)間與成本。下一步，他們將嘗試?yán)枚鄩K人工肌肉來做一個(gè)機(jī)器人大象鼻子，像現(xiàn)實(shí)世界里的真大象鼻子那樣柔軟、靈活且有力。

  論文鏈接：http://www.pnas.org/content/early/2017/11/21/1713450114.full?sid=69e55c16-87b0-45dd-b2e1-d9c476aefcc4

資料來源：新華網(wǎng)、雷鋒網(wǎng)