新型人造肌肉更環保

    如今出現在大家生活中的很多機械人，不少是機械人的雛形或初級形態。雖然它們能夠執行很多指令和操作，但在很多方面仍有待提升，最基本的一點就是，其外觀更像硬邦邦的機器，而不是靈巧的人，若負責照顧小朋友或老人的看護機械人，如果能把鋼筋鐵骨換成柔軟的皮膚和肌肉，實際使用體驗可能會大大提升。人工皮膚和人工肌肉有助於讓機器人變得更柔性。

    德國馬克斯 · 普朗克智能系統研究所、奧地利約翰內斯開普勒大學和美國科羅拉多大學博爾德分校的聯合團隊以軟體機械人的可持續性為重點,合作設計了一種基於明膠、油和生物塑膠的完全可生物降解的高性能人造肌肉。

    研究人員介紹稱，二十世紀八十年代，科學家發現，非金屬材料能在電流的作用下運動，於是開始構想人造肌肉。一般而言，人造肌肉即電活性聚合物，是一種新型智能高分子材料，是根據生物學原理由纈氨酸、脯氨酸和甘氨酸這三種氨基酸按一定順序排列構成，可在外加電場下通過內部結構的改變而伸縮、彎曲、束緊或膨脹，非常接近生物的肌肉纖維。研究團隊展示了這種可生物降解技術的潛力，在使用壽命到期時，這些人造肌肉可被丟棄，六個月之內就會完全生物降解。

    研究人員表示，加速發展的軟體機械人領域迫切需要可持續材料，特別是對於一次性應用，例如醫療手術、搜救任務和危險物質處理等。未來的機器人不會在產品壽命結束時堆積在垃圾填埋場，將會成為植物生長的堆肥。團隊此次建造的人造肌肉名為“HASEL”，它是電動人造肌肉。“HASE”像是充滿油的塑膠袋，部分被一對電極覆蓋，通過在電極上施加高電壓讓其收縮，就像真正的肌肉一樣。該人造肌肉變形的關鍵要求是構成塑膠袋和油的材料都是電絕緣體，可承受帶電電極產生的高電應力。

    研究表明，由一種特定材料組合製成的“HASEL”甚至能夠在數千伏電壓下承受十萬次驅動循環，而不會出現電氣故障或性能損失的跡象。研究團隊稱，這種新材料擁有更高效率和更出色的性能，意味着可生物降解材料將被視為構建機械人的可行選擇，有望激勵其他負責材料研究的科學家創造具有優化電氣性能的新材料。

    當前，最新研究是朝着軟體機械人技術範式轉變邁出了重要一步。隨着綠色技術的日益普及，使用可生物降解材料建造人造肌肉將為未來創造綠色機械人技術鋪平道路。

    多    姿