机器人用上人造肌肉与骨骼

在八年前，日本东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)就透露，他们成功开发出了一种模拟人类肌肉纤维运动的导管。这在当时并没有引起太大轰动，因为成功模仿生物特性在仿生科学中并不是什么大新闻，但当该大学将这项研究付诸实践时，所有人都惊呆了。令人难以置信的是，他们正在研究可以模仿人类肌肉纤维的管子。

关键是机器人的肌肉纤维。我认为没有人认为橡胶管可以移动骨架，但大学的研究人员已经做到了。他们将合成纤维的纳米级网络连接到1.2毫米的橡胶软管上。这些软管完全模拟了人体的不同肌肉群。通过不同的橡胶软管束的协调，他们可以完成一些困难的动作，如踢球和抬起手臂。

虽然现在的机器人有很多缺点，比如整个骨架要靠一根绳子挂起来才能保持直立的姿势，动作虽然可以做到，但速度特别慢，动作的准确性又没有精确的机械传动，甚至所有的动作范围都是随机的，很多人觉得没有实际意义，然而，这个看似富有想象力的设计却是从一个硬马达齿轮到一个软仿生人的一大步。毕竟，谈论婴儿的力量是没有意义的。

事实上，人造肌肉的概念在20世纪40年代就已经出现了，但在当时只是一个普遍的话题。在过去的十年里，研究取得了长足的进步。原因是大量特殊的高分子材料和智能材料如雨后春笋般涌现，使人工肌肉的实用化成为可能。

人造肌肉是一种材料，当带电时，它有各种复杂的行为方式，如拉伸、弯曲和扭转就像大自然的肌肉一样，这些新的智能聚合物被称为电活性聚合物。电活性聚合物主要分为离子型和电子型。电活性聚合物是通过直流电场直接使材料发生变形的动作，但缺点是需要较大的电压才能使材料收缩后恢复原状，而离子eap是由两个电极和电解液组成，通电后根据离子的偏移量改变形状，缺陷是需要保持一定的水分和不受控制的变形。