近日，纽约哥伦比亚大学工程系哥伦比亚工程研究所的研究人员开发了具有“内在扩展能力”的3D打印合成软肌。执行器为全软式机器人铺平了道路，可以提升其自身重量的1000倍。

据悉，研究人员开发出的3D打印肌肉比人体肌肉强三倍。到目前为止，机器人主义者一般都试图用真正不像肌肉这样的系统来重建肌肉的功能。通常安装在弹性体皮肤中的气动或液压充气装置可以被编程为执行真正的肌肉所需的所有推动和拉动，但是这些系统需要外部压缩机和压力调节装置，这意味着它们通常不能被用于较小的机器人。

哥伦比亚研究人员说：“他们的创作更真实地复制了肌肉的行为，而且是至关重要的一个软机器人的例子。软机器人相对于诸如气动的机器人系统来说具有明显的优势，因为它们可以用于执行自然运动，如抓握和操纵，并且往往比气动的机器人设备占用较少的物理空间。”

负责领导创意机器实验室团队的机械工程教授Hod Lipson表示：“我们已经在制造机器人的头脑方面取得了长足的进步，但是机器人机体仍然是原始的。像生物学一样，这是一大难题，新的执行器可以成形和重塑一千种方式。我们已经克服了制作栩栩如生的机器人的最终障碍之一。”

3D打印的肌肉具有比有机肌肉大15倍的应变密度，并且也具有低密度。这是由于具有乙醇的硅橡胶基质分布在整个肌肉的微气泡中，这是由创意机器实验室的博士后研究员、主要作者Aslan Miriyev制作出来的混合物。该解决方案便宜、环保、易于制造，提供弹性和极端体积变化属性。

最终，这意味着科学家现在能够创造出类似人类的机器人的关键部分，并具有实际超过人类能力的能力。能够发射棒球，携带施工设备，或组装大型3D打印机。

但是，合成肌肉与天然肌肉相比，与液压或气动系统相比，都具有更多的共同之处，但并不能以有机的方式发挥作用。事实上，它使用薄电阻线和8V的低功率电驱动。测试表明，当电加热至80°C时，其能够扩展到900％，而这种膨胀收缩能力意味着它可以执行大范围的运动任务。

而最终，这种运动任务将使软机器人成为许多未来项目的非常有用的工具。

Miriyev说：“我们的柔软功能材料可能会作为强壮的软肌肉，可能彻底改变今天软机器人解决方案的设计方式。它可以推、拉、弯曲、扭曲和举重，这是我们研发的最接近自然肌肉的人造材料等同物。”

哥伦比亚研究人员现在计划采用导电材料来代替肌肉中的嵌入线，缩短响应时间，延长保质期。在更遥远的未来，该研究团队希望使用人工智能来控制肌肉，使其具有创造出栩栩如生的活力的潜力。

据悉，标题为“软驱动器的软材料”的研究论文已经发表在Nature Communications上。

来源：3D虎