伦敦玛丽女王大学的研究人员在仿生学领域取得了一项卓越的突破，开发出一种具有自感知能力的新型电动可变刚度人工肌肉。这项革命性技术在《先进智能系统》杂志上公布，有望改变软体机器人和医疗应用领域。这种人工肌肉能够轻松过渡在软硬状态之间，同时感知力和变形，模仿自然肌肉的柔韧性和可伸缩性，便于集成到复杂的软体机器人系统中，并适应各种形状。
可变刚度技术及其潜力
“赋予机器人，尤其是由柔性材料制成的机器人自感知能力，是迈向真正仿生智能的关键一步，”玛丽女王大学的首席研究员、讲师Dr. Ketao Zhang表示。
研究团队设计的新型人工肌肉展示了出色的耐久性，在长度方向上的拉伸能力超过200%，成为各种应用的理想选择。
这种人工肌肉的刚度可以通过调整电压迅速改变，连续调制的刚度变化超过30倍。这种电压驱动的特性在响应速度方面相比其他人工肌肉具有显著优势。此外，该肌肉能够通过电阻变化来监测自身的变形，无需单独的传感器布置，简化了控制机制，降低了成本。
简单制造和广泛应用
这种具有自感知能力的人工肌肉的制造过程简单可靠。通过超声分散技术将碳纳米管与液态硅橡胶混合，然后均匀涂覆以创建薄层阴极，也是人工肌肉的感知部分。液体材料固化后，形成完整的自感知可变刚度人工肌肉。
这种灵活的可变刚度技术的潜在应用广泛，从软体机器人到医疗应用都有。这项技术与人体的无缝结合为协助残疾人士或患者执行日常重要任务打开了可能性。通过集成自感知人工肌肉，可穿戴式机器人设备可以监测患者的活动，并通过调整刚度水平提供阻力，促进康复训练中的肌肉功能恢复。
Dr. Zhang强调了这项研究的重要性，他说：“虽然在这些医疗机器人可以在临床环境中应用之前还存在挑战，但这项研究代表了人机融合的重要一步。它为软体和可穿戴机器人的未来发展提供了蓝图。”
伦敦玛丽女王大学的研究人员进行的开创性研究代表了仿生学领域的重要里程碑。自感知的电动人工肌肉的发展为软体机器人和医疗应用的进步奠定了基础，标志着仿生技术潜力的实现迈出了重要的一步。