研究人员开发出具有自我感知能力的开创性人工肌肉

伦敦玛丽女王大学的研究人员在仿生领域取得了突破性的成就，开发出了一种具有自我感知能力的新型电变刚度人工肌肉。该革命性的技术，如Advanced Intelligent Systems中所述，有望改变软机器人和医疗应用领域。凭借在柔软和刚性状态之间无缝转换的能力，以及感知力和变形的能力，该人工肌肉模仿了自然肌肉的柔韧性和可伸展性，从而促进了其与复杂的软机器人系统的集成和适应多种形状。

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，以自我感知能力，是实现真正的仿生智能的关键一步，”伦敦玛丽女王大学讲师、首席研究员张克涛博士表示。

研究团队开发的新型人工肌肉表现出令人惊叹的耐用性，其拉伸能力超过200％，使其成为各类应用的理想候选者。

该人工肌肉的刚度可以通过调整电压迅速改变，实现连续调制，刚度变化超过30倍。这种电压驱动的特性在响应速度方面比其他人工肌肉具有显著的优势。另外，肌肉可以通过电阻变化监测其自身的变形，消除了对单独传感器设置的需求，简化了控制机制，并降低了成本。

简单的制造工艺和广泛的应用

该自我感知人工肌肉的制造工艺简单可靠。使用超声波分散技术将碳纳米管与液体硅胶混合，然后均匀涂层形成薄层阴极，也作为人工肌肉的感知部分。液体材料固化后，形成了一个完整的自我感知变刚度人工肌肉。

该柔性变刚度技术的潜在应用范围广泛，涵盖从软机器人到医疗应用等领域。该技术与人体的无缝集成为帮助残疾人或患者完成日常任务提供了可能性。通过集成自我感知人工肌肉，佩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，从而促进在康复训练期间恢复肌肉功能。

张博士强调了这项研究的重要性，表示：“虽然在这些医疗机器人可以在临床环境中部署之前仍然存在需要解决的挑战，但这项研究代表了向人机集成迈出的一步关键步骤。它为未来软性和可穿戴机器人的发展提供了蓝图。”

伦敦玛丽女王大学研究人员开展的这项开创性的研究代表了仿生领域的一个重要里程碑。自我感知电动人工肌肉的开发为软机器人和医疗应用领域的进步奠定了基础，标志着实现仿生技术潜力的关键一步。