超级3D打印合成肌肉:比人类的强3倍,可提起1千倍自身重量

3D打印动态
2017
09/20
17:20
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在开发柔性机器人方面,气动或液压装置是目前用来模拟人类肌肉的最常用装置。不过,它们虽然可以通过编程做出与肌肉一样的推拉动作,但却必须有外部压缩机或压力调节设备的配合才行,所以无法用在小型机器人身上。所幸,对于这个问题,美国哥伦比亚大学(以下简称哥大)已经找到了解决方案,就是上面图片中黑色的3D打印合成肌肉。

据南极熊了解,这种3D打印的人造肌肉具有十分强大的“内在伸缩能力”,应变密度是有机肌肉的15倍(奥秘是其中均匀分布了以微泡形式存在,带有乙醇的硅橡胶基质),但本身密度很低,同时比人类肌肉强3倍,可提起1000倍于自身的重量。此外,它还有着便宜、环保、制造简单等优点。

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哥大团队表示,采用这种更接近真实的人造肌肉,柔性机器人就能更轻松地做出各种动作,比如投射棒球,举起施工设备等,而且会比人类更强。而实际测试已经证明了这点 — 当加热至80°C时,这种肌肉扩展了900%。这就意味着它可以做出相当大范围的动作。

不过,与天然肌肉相比,这种人造物目前依然有着明显的缺点,其中最主要的就是无法以有机的方式发挥作用,因为它需要依靠纤细的电阻丝和8V的低压电才能驱动。

“这种用我们的柔性功能材料制造的肌肉可以做出推、拉等动作,还能弯曲、扭动,举起重量。因此,它有可能彻底改变未来柔性机器人的设计方式,”哥大团队表示,“接下来,我们将尝试用导电材料取代肌肉中电线,从而缩短肌肉的响应时间并延长它的寿命。未来,我们还希望能通过人工智能控制这种肌肉,令它可以做出更逼真的动作。”

延伸阅读:
《美科学家用电活性聚合物3D打印出了会动的人造肌肉!》
《Organovo将与佛吉尼亚大学合作研发3D打印肌肉组织》

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编译自 3ders


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