机器人的未来,可能不是靠电机,而是靠一束“会思考”的肌肉纤维。哈佛大学研究团队联合多机构取得重大进展,成功研发可编程人工肌肉纤维,无需复杂组装,加热即可精准定向变形,为软体机器人、生物医疗等领域开辟全新路径,相关成果已于近日发表于《美国国家科学院院刊》。
传统机器人依赖电机、液压等刚性驱动,难以实现柔顺运动与安全交互。液晶弹性体(LCE)因温度触发可逆形变特性,成为人工肌肉核心材料,但受限于制造工艺,难以实现三维可编程形变。此次研究创新融合旋转多材料3d打印(885537)技术,将LCE与普通软弹性体复合,通过调控打印转速,在纤维内预设材料分布。
加热时,LCE单侧收缩、弹性体侧稳定,纤维精准弯曲;螺旋排布的LCE可同步实现扭转,实现三维复杂形变。该纤维直径仅约100微米,与发丝相当,可组装成主动过滤器、多目标抓取器等功能结构,无需外部机械驱动,温控即可完成精准操作。
同期,首尔国立大学、麻省理工学院团队也从感知集成、高功率密度等方向突破,形成互补技术路线。目前,该技术仍面临成本、响应速度等挑战,但随着技术进展,将在微创手术、智能纺织、组织修复等领域落地应用,推动柔性智能材料革命。
文、视频|记者李钢
