技术突破 - 美国西北大学研制出仿生人造肌肉 突破传统机械驱动的刚性限制 通过特殊材料的智能形变实现驱动 动作接近生物运动的流畅性与灵活性 [1] - 新型人造肌肉以手动剪切辅助剂HSA为核心 采用3D打印圆柱形结构 封装在橡胶折纸波纹管中 实现类似肌肉的收缩伸展特性 [4] - 材料使用廉价热塑性聚氨酯TPU 降低成本同时保证机械顺应性 每块肌肉重量与足球相当 可拉伸至自身长度30% 提起比自身重17倍的物体 [5] 性能验证 - 团队构建真人大小的机器人腿 以硬质塑料为骨骼 搭配橡胶肌腱连接器 集成3D打印柔性传感器检测自身运动 [8] - 机器人腿由电池供电 一次充电支持一小时弯曲膝盖数千次 借助三块人造肌肉成功完成踢排球动作 [9] - 传感器采用三明治结构 两层非导电层夹导电柔性塑料 通过电阻变化感知肌肉伸展或收缩程度 [8] 行业影响 - 解决柔性机器人领域材料性能与驱动效率难以兼顾的痛点 推动柔性驱动材料从实验室走向实际应用 [1] - 技术有望加速人机交互场景智能化升级 改变传统制造业自动化生产模式 引领产业进入新发展阶段 [1] - 研究成果发表于《Advance Materials》杂志 第一作者Taekyoung Kim 共同作者包括Ryan Truby等 [2] 设计理念 - 仿生设计兼顾刚性骨骼与柔软类肌肉执行器 使机器人更能适应非结构化环境 实现自然安全移动 [3][4] - 研究目标构建受生物启发的机器人身体 具备灵活性和适应性 应对物理世界的不确定性 [3]