研究人员开发人工肌肉 可让机器人不再僵硬
据科技网站TechRadar报道，这么多年来，机器人给我们留下的印象都是&硬邦邦&的，它们由于自身机械结构的限制，无法像人类一样动作敏捷。因此， 研发人员一直想通过技术革新让机器人能获得章鱼一样柔软的特性。 他们也曾研发出此类机器人，不过，这类机器人有一个致命缺点&&动作慢。负责控制它们的液 压和气动系统反应实在太慢，不过如果换成传统的马达，又会与&柔软&的初衷相抵。
此前，来自哈佛大学的工程师利用纳米碳管开发了一种人工肌肉，使得&柔软&机器人的概念成了现实。这套系统包含一种名为介电弹性体的物质，这种柔软的物质在电场的作用下可以任意变形。不过，驱动机器人动作所需的电场强度比较高。
现在，的一个研发团队解决了这一问题，它们的系统需要的电压较低，可以驱动机器人做许多动作，同时也不需要传统机器人上的刚性零部件。
近日，该团队将这项技术发表在了《高级材料学》上，未来，该技术不但可以用在机器人上，还能用来打造可穿戴设备、软触手和手术工具。
&驱动问题是制作机器人时最大的挑战之一。&伍德教授说道，他是该技术的开发者之一。&在电控软性驱动器取得重大突破后，我们已经可以在工程系统中获得近似肌肉的表现了，这样一来，概念中的柔软机器人已经离我们不远了。&
责编：李文瑶
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扫描关注更多环球微信公众号科学家用钓鱼线制人工肌肉 可用于造更强机器人
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& & 据台湾“中央社”2月20日报道，近日科学家把日常可见的钓鱼线或缝线盘绕成束，制成了强韧且成本低廉的人工肌肉，其力量是一般肌肉的100倍，可以应用于制作机器人、义肢，或是能随温度调节缝隙大小的“智能型”布料。&&&&在过去，人工肌肉材质包括金属线与纳米碳管，但成本高昂且难以驾驭。而根据《科学》(Science)期刊20日刊登的研究，及加拿大广播公司新闻网(CBC&News)网站的照片可以看到，科学家改用了以聚乙烯和尼龙制成的高强度聚合物纤维。这种材质常被用于制作钓鱼线和缝线，在日常用品中很常见。科学家将这些纤维扭成非常紧的线圈，制成人工肌肉，并利用温度变化使其收缩与放松。&&&&据报道，这项研究由美国、加拿大、澳大利亚、韩国、土耳其与中国大陆科学家协力展开。德州大学(University&of&Texas)纳米科技研究所所长鲍曼(Ray&Baughman)在接受电话访问表示：“这种聚合物肌肉能举起的重量，是同样大小天然肌肉的100倍。”&&&&科学家指出，目前最先进的人型机器人或义肢，受限于笨重马达与液压系统，有碍于其灵活程度、力量与整体工作能力。未来这种新人工肌肉的应用，可能包括机器人微创手术、义肢，以及制造功能更强的机器人。&&&&科学家说，新型人工肌肉还有个有趣的实用用途，即制作“自动调温”衣物。研究人员可利用聚合物线圈织成“可以呼吸”的材质，织料缝隙会随气温打开或关闭，帮助通风或防风。IndustryNews
“人工肌肉”用于机器人 表情更加生动
美国、中国、澳大利亚等国科学家组成的一个国际研究小组成功地利用普通渔线和缝纫线制造出&人工肌肉&。他们甚至认为，用这种&人工肌肉&编成的智能织物将来有望用来制成钢铁侠一样的护甲。研究人员表示，这种&人工肌肉&的关键是产生出一种类弹簧的螺旋结构。肌肉最重要的功能是通过收缩运动产生力量，而这种螺旋结构的&人工肌肉&可以产生非常好的收缩效果。这种&人工肌肉&的制造方法十分简单。人体肌肉的收缩率只有20％，而这种&人工肌肉&的收缩率可以达到50％，并且稳定持久，它提起重物的能力相当于同等尺寸和重量人体肌肉的100倍左右。这种&人工肌肉&还具有极强的可加工性，它可使&的面部表情丰富生动，也可使微创显微手术仪器更加灵活。
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日本研发出可伸缩人工肌肉
来源：作者：王欢责编：弥尘
据《日本经济新闻》10月22日报道，日本东京工业大学的研究团队模仿人类大腿肌肉的结构，开发出了能像人类肌肉那样伸缩的人工肌肉。研究团队希望借助这种人工肌肉，能够制造出动作更加灵活的机器人，用于护理和救灾等，还考虑用于动力辅助服装等。在人工肌肉研究领域，日本名古屋大学也合成了能够灵活伸缩的新材料;而日本电气通信大学则已将人工肌肉应用于鱼形机器人。相关开发一直在大步前进。日本东京工业大学通过人工肌肉纤维模仿了人类大腿的肌肉，再现了膝盖动作东京工业大研究团队用高强度合成纤维以网状结构覆盖在粗1.2毫米的橡胶软管上，以此模拟人类的肌肉纤维;分别向约400根软管注入空气，通过收缩运动，重现了大腿后侧和膝盖周边的动作。这就是东京工业大学的铃森康一教授等人创造的人工肌肉。该团队还在研究不用压缩空气而以化学反应使人工肌肉的纤维膨胀的方法。人类肌肉由大量肌肉纤维结成束状，来带动骨骼产生运动。到目前为止，空气压型人工肌肉的纤维直径都很粗。新的人工肌肉每根纤维都能活动，能灵活控制肌肉整体。可用于即使在高低不平的路面也能以轻快步伐走动的二足步行机器人。如果全身都采取柔软的材料，将适用于地震等灾害发生后，绕过建筑废墟寻找障碍物的搜索机器人。力争3年后实用化。此外，还有望用于护理机器人的假手等。此外，该研究团队还在研究将人工肌肉纤维加工为服装的做法。其思路是在服装内嵌入人工肌肉纤维。穿在身上，每当人类手脚运动时，从外面补充人类力量。这样一来，重体力劳动也能以很小的力量完成。日本名古屋大学副教授竹冈敬和等人借鉴了纸尿裤吸水用的高分子凝胶的制造方法，合成了可伸缩10倍的材料。还制作了将药物包裹起来送入人体体内部、送达患部的工具。能灵活运动的人工肌肉还将应用于人型机器人以外的领域。电气通信大学教授明爱国等人制作了与大马哈鱼非常形似的游泳机器人，分析鱼的游泳方法，找到了控制方式。他采用通电之后可弯曲的纤维材料，包括前进和后退在内，能够自由改变方向。这种机器人更适合海啸灾区障碍物很多的水下搜索。据称，这种新型机器人有望在10年后实用化。
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超级人工肌肉研究获进展 可举起重量超过自重80倍
作者：华凌
[导读]&最近热映的《环太平洋》《极乐空间》等美国科幻大片中有个共同的亮点，就是运用光影结合，甚至3D视觉的冲击下，充分演绎“人机合体术”所向披靡、无坚不摧的魄力，令观众对其中的超级机器人叹为观止。人们不禁好奇，现在日新月异的科学技术将如何为锻造“大力士”超级机器人铺平道路呢？
原标题：锻造机械“大力士”
——人工肌肉可举起的重量超过自重80倍
最近热映的《环太平洋》《极乐空间》等美国科幻大片中有个共同的亮点，就是运用光影结合，甚至3D视觉的冲击下，充分演绎“人机合体术”所向披靡、无坚不摧的魄力，令观众对其中的超级机器人叹为观止。
欣赏之余，人们不禁好奇，现在日新月异的科学技术将如何为锻造“大力士”超级机器人铺平道路呢？
人造肌肉获进展
在现实生活中，我们已经能够感受到类似人机合体的初步体验。比如当人们自驾时，能够体会到与汽车、小型汽艇、飞机合二为一的轻松之感；在建筑工地上，起重机将操作员肢体的力量增强了许多倍；心脏起搏器、耳蜗助听器、金属骨骼等也早被植入人体内，辅助加强相关机能。当然，这些与科幻作品中的“人机合体”相比还有着质的差异，但也足以说明“人机合体术”并非空穴来风、无源之水。
人造肌肉在机器人技术发展中至关重要。其研究始于20世纪40年代，但真正取得进展则是最近十余年，这是由于特殊聚合体材料和智能材料的诞生，例如电活化聚合物EPAs，为研究提供了新的发展契机。这些新材料往往具有一些不同凡响的本领，有的可以根据电流变化呈现出各种复杂的状态，如弯曲、延伸、扭动和收缩等，并且其行为非常接近真正的肌肉纤维。
据物理学家组织网近日报道，新加坡国立大学（NUS）工程学院的一个研究团队创建出高效的人工或“机械”肌肉，可以举起超过自身体重80倍的重量，以及能够在其承载负荷时延展至原来长度的5倍。此外，这种新型人造肌肉可以潜在地转换并储存能量，在短时间的充电后帮助机器人激活自身。
显然，这样的发明将为建造超人实力和能力、栩栩如生的机器人夯实基础。
如何突破局限性
目前，无论机器人多么智能化，都会受其肌肉力量的限制，只能够举起自身重量的一半负载，约相当于人类的平均强度（尽管有些人可以举起超过其体重高达3倍的负载）。已知的是人造肌肉在同样的压力下只可以延伸到其原始长度的三倍。而肌肉扩展的程度对于肌肉效率而言是一个有意义的因素，因为这意味着在搬运重物时可以执行更广泛的操作范围。
自2012年7月以来，NUS工程科学计划和土木及环境工程学系的阿德里安博士带领一支多学科研究团队，设计和创建新的超级人工肌肉。他介绍说：“我们的材料模仿人类的肌肉，快速响应的电脉冲以急动的方式移动机器人，而不是慢慢地由以往采用的液压技术驱动作用机制。想像一下，这种人工肌肉在几分之一秒内的反应是柔韧的、可扩展的，犹如一个人的举动。配备了这样肌肉的机器人将能够以更人性化的方式运作，但在力量上却要胜过人类。”
为了实现这一目标，阿德里安及其团队使用可拉伸的聚合物，延展至超过自身原始长度的10倍以上。阿德里安补充说，一个良好的理解基础，在很大程度上是其成功的原因。去年，他们在理论上计算出电脉冲驱动的聚合物肌肉可能有1000%的应变位移，可举起达自身重量500倍的负荷，所以他们在朝着这个方向努力，不管当初这听起来有多么的不可思议。
“绿色”机器人
现有的机器人或机械手臂受到能量限制，只能在电源附近活动。因此，研究人员一直希望能研发出一种能像人类一样自由活动、而且自身可以供应能量的新型装置，即“绿色”机器人。
阿德里安说：“这种新型肌肉，不只是强壮和反应灵敏，其动作能产生一种副产品——能量，当肌肉收缩和扩张时，能够将机械能转化为电能，由于这种材料的性质，它能够将大量能量蓄积于一个小包裹里。计算显示，如果一个由这些软质材料构建成的发电机，一个10公斤的系统能够生产出相当于1吨电涡轮的能量。”
这意味着，所产生的能量可能会导致机器人在短时间内充电后自供电，耗时预计不到一分钟。
阿德里安说：“未来仍然要在研究中加强这种肌肉，希望在三到五年内能够做出一个机械臂，大约是人类手臂的一半尺寸和重量，能够与人类角力，并且赢得胜利。”
2013年6月，在瑞士苏黎世举行的第三届机电活性聚合物传感器和人工肌肉国际会议上，由于阿德里安的贡献，他被授予“前途远大的国际研究员奖”。
完成不可能之任务
人造肌肉的服务对象不仅仅是人类本身。研究人员介绍，人造肌肉还能成为机器人、飞机、海洋舰队等的帮手。
阿德里安说：“想想当起重机配备上这样的肌肉，将会如何高效地工作。”该研究小组计划进一步与来自材料科学、机械工程、电子与计算机工程以及生物工程的研究人员一起，创建在功能和外观上都更酷似人类的机器人及其四肢。
强大的人造肌肉不仅可以用于机器人，还有多种用途。按照研究人员的设想，仿生肌肉研制成功后，将能完成人类和机器人各自无法独立做到的事情。它能像人类一样到处行动；像自然手臂一样灵活运用；“绑”在“外骨骼”上，使消防员、士兵和宇航员等特殊行业的人拥有超人般的力量。有了它，也许消防员就可用一只手撑起倒塌的建筑材料，而战场上的士兵也可以变成不知疲倦的“超人”。
随着一系列研究探索推动人造肌肉技术的不断革新，相信“大力士”超级机器人正在向我们走来。（记者华凌综合外电）
[责任编辑：zhufurong]
英国每日邮报报道，近日加拿大马尼托巴湖人机交互实验室(MCI)的科学家进行了一项研究，以测试人类对机器人老板发出的指令会有何反应
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