MIT成功研製人造肌肉纤维,仿生机器人指日可待

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MIT成功研製人造肌肉纤维,仿生机器人指日可待
很多年里,研究人员一直在尝试创造出一种耐用、低成本的人造合成肌肉,但始终没有成功。至今製造出的样品要嘛太昂贵,无法量产;要嘛太脆弱,能耗又太高,以至于没有多大实用价值。但就在近日,MIT 的一支研究团队用尼龙纤维製造出了一种十分理想的、能满足所有实用性要求的人造肌肉。
根据 23 日学术期刊 Advanced Materials发表的报告,这项技术的秘密在于纤维的形状和加热方式。尼龙纤维有一种很神奇的特性,当你对它们加热的时候,他们会收缩长度,并且增大直径。这使得尼龙纤维成为进行直线运动的理想材料,比如竖直地提起什幺东西。但是让尼龙纤维在收缩的同时进行弯曲就不是那幺简单了。
传统的方法里,让尼龙弯曲需要用到滑轮装置。这增加了系统的重量、複杂度和成本──它们恰恰是是量产新技术最需要减少的 3 个东西。
MIT 团队找到了一种很巧妙的方法绕过这个难题。该团队使用的是普通的尼龙丝。他们先对它压缩处理,把圆形的横截面改为矩形。接着,他们只对纤维的一侧进行加热。这样一来,加热这一侧比未加热一侧收缩得更快,强迫尼龙纤维向受热一侧弯曲。而加热源可以是任何东西,包括电阻发热,化学反应发热和雷射发热。这些尼龙纤维出乎意料的非常结实耐用,可以经受 10 万个使用周期,并且可以在一秒内收缩 17 次。
下方 3 个是 MIT 研究人员对该纤维进行加热弯曲测试的画面,其中,第 3 幅动图中,研究者採用雷射照射的方式为纤维一侧加热。
MIT成功研製人造肌肉纤维,仿生机器人指日可待 MIT成功研製人造肌肉纤维,仿生机器人指日可待 MIT成功研製人造肌肉纤维,仿生机器人指日可待 这一项人造肌肉的突破性进展,在工业和商业领域有广泛的潜在应用。例如可以按照你的体型自动收缩,极度合身的「智慧衣服」,以后买衣服再也不用担心尺寸合不合适。这些纤维还可以被用到汽车、飞机上。还记得今年早些时候 BMW 推出的概念车 BMW Gina concept 吗?这辆梦幻跑车的车身,覆盖了一层可调节、可扩展的纤维材料做成的「衣服」。有了这种纤维,汽车的外壳可以在高速行驶时受风力而自动改变形状,最大限度地减小了风阻。
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BMW Gina concept 这项技术还可以被应用到自动调节导尿管来打胰岛素。有朝一日,我们甚至会看到这种尼龙纤维应用在仿生机器人上,成为它们的肌肉。遗憾的是,目前还不得而知这种人造纤维离市场化有多远。
MIT builds low-cost synthetic muscles out of nylon cord

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