一個新加坡研究團隊已創(chuàng)造出一種人造肌肉，有負載80倍自重和承重時延長至五倍原始長度的潛力。
這個來自新加坡國立大學(NUS)工學院的團隊相信，他們的發(fā)明將為建設力量無窮的栩栩如生的機器人鋪平道路。此外，這些新型的人造肌肉有潛力轉(zhuǎn)換和儲存能量，這可能幫助機器人在短時間充電后實現(xiàn)自供電。
由新加坡國立大學工程科學項目和土木與環(huán)境工程部門，Adrian Koh博士帶領的四人團隊自2012年7月一直致力于這個項目的研究。
機器人受限于他們的肌肉，僅能提起自重一半的負荷——大約相當于人類的平均力量。當類似拉伸時，人造肌肉僅能擴展到原有長度的3倍。肌肉的可擴展程度是肌肉效能的一個重要的因素，這意味著當搬運重物時，它可以進行更大范圍的活動。
在一份聲明中，Koh博士說，“我們的材料模擬人類的肌肉，對電脈沖快速響應，而不是慢慢的液壓驅(qū)動機制。因為這種機制，機器人以不平穩(wěn)的移動方式。現(xiàn)在，想象一下柔軟、可擴展和像人類一樣的瞬間反應的人造肌肉。配置這樣肌肉的機器人能以更加人性化的方式和超越人類的力量發(fā)揮作用。”
為了實現(xiàn)這一目標，Koh博士和他的團隊使用了拉伸可超過原長度10倍的聚合物。
對基本原理有充分理解是他們成功的主要原因，Koh博士說。
“去年，我們通過理論計算發(fā)現(xiàn)，電脈沖驅(qū)動的聚合物肌肉可能會有1000%應變位移，可提拉高達500倍自重的負載。所以我讓我的學生朝著這步努力…盡管它聽起來是多么不可能，”他說。
盡管他們只能達到的目標的一部分，但這在機器人中是首次的。
“我們的新型肌肉不僅僅是強壯和反應快速的。他們的動作產(chǎn)生副產(chǎn)品:能源。隨著肌肉收縮和擴張，他們能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)化為電能。由于這種材料的特性，它能夠?qū)⒋罅康哪芰看虬尚》?。我們計算出，如果用這些柔軟的材料建立一個發(fā)電機， 10公斤系統(tǒng)產(chǎn)生的能量和1噸電渦輪機是一樣的，Koh博士說。
這意味著，產(chǎn)生的電能能使機器人在預計將不到一分鐘的短時間充電后實現(xiàn)自供電。（胡燕萍）
