具有生物誘導的人造肌肉使機器人四肢推動，抬起和踢

未來的機器人很快就會具有更多的肌肉力量。西北大學的工程師開發了一種柔軟的人造肌肉，為動物和人的無障礙機器人鋪平了道路。新的肌肉或驅動器提供了創建機器人肌肉系統所需的性能和機械性能。

為了展示人造肌肉的能力，工程師將它們介紹給人形腿，並帶有硬塑料“骨頭”，“彈性”肌腱，甚至是傳感器，這使機器人可以“感覺到”其運動。腿上使用了三種人造肌肉 – 四圖，豆莢纏繞的肌腱和小腿 – 彎曲膝蓋和腳踝。肌肉足夠兼容以吸收中風，但是您仍然可以引起足夠的力量和運動以將排球從基座上排出。

生物啟發材料領域的新創新可以改變機器人的發展，奔跑，與人互動並在周圍的世界各地定向。

一個 學習 於7月24日在《雜誌》上出版 高級材料場地

該研究高級作者西北瑞安·特魯比（Ryan Trubi）的瑞安·特魯比（Ryan Trubi）說：“通常，機器人是由硬材料和機制製成的，可以為特定任務提供準確的運動。” “但是現實世界正在不斷變化且令人難以置信的複雜。我們的目標是建立可以靈活，適應，適應並接受物理世界的不確定性的機器人身體。

“這不僅包括實用的人造肌肉的統一，還包括類似於骨頭或肌腱的組件。如果我們可以做到這一點，那麼機器人將不會變得更加穩定和適應。它們將能夠使用更柔軟的材料機制變得更加有效。”

特魯比（Truby）是六月（June）和麥考馬（McCorma）理工學院材料科學，技術與工程學的年輕教授唐納德·布洛（Donald Bloher），在那裡他領導了機器人物質實驗室。 Taekyung Kim是部落實驗室的階級科學家，是該研究的第一作者。

肌肉繁殖的當前問題

艱難，艱難和尷尬，大多數現代機器人都會遇到困難，順利地適應不平衡的區域或執行複雜，精緻的任務，而不會違反其他物體而不會傷害自己。

Kim說：“在沒有身體通信的情況下，很難製作機器人來平穩地反應或適應外部變化並安全地與人互動。” “為了使未來的機器人在非結構化的環境中更自然，更安全地移動，我們需要用堅固的骨骼和柔軟的肌肉驅動器設計更多的人體。”

最近，機器人主義者開始開發具有肌肉機械性能的軟驅動器。但是當前的方法通常需要大型的重型設備才能進行電源或控制。即使那樣，它們也不夠耐用，也無法產生足夠的力量來完成實際任務。

特魯比說：“例如，開發軟材料，例如肌肉真的很困難。” “即使您可以使材料作為人造肌肉移動，還有許多其他問題，例如以足夠的功率傳輸足夠的功率。具有硬特徵的Interpics，類似於骨頭，也帶來了更多的問題。”

創造人造肌肉

為了克服這些問題，團隊考慮了以前在部落實驗室發展的動力。該驅動器基於具有3D惡作劇的圓柱結構，稱為“手動換檔生長素”（HSA）。 HSA具有復雜的結構，可提供獨特的運動和特性，例如扭曲過程中的擴展和擴展。

移動HSA所需的扭曲運動可以通過小型集成電動機獲得。 Kim從一種常見的，通常用於手機的情況下使用了一種常見的，廉價的橡膠的HSA打印方法。

在其新設計中，團隊將HSA封閉在摺紙的橡膠結構中，這使旋轉發動機可以控制組裝驅動器的擴展和減少。現在，驅動器以令人印象深刻的力量推動和拉動，充當人造肌肉。肌肉甚至可以隨著人類的肌肉而動態扭曲。

每個肌肉的重量與足球的重量大致相同，並且比蘇打庫少一些。它可以延伸至其長度的30％，減少併升高比自身的17倍。也許對於它們在機器人體中使用的最重要的可能是肌肉可以包括在電池中，從而繞開了對重型外部設備的需求。

可以“踢”和“感覺”的人腿

為了展示肌肉的真正潛力，小號，金和他們的團隊使用3D-spray創造了一個人的機器人腿。團隊建造了硬塑料和橡膠招標的腿的“骨頭”。彈性肌腱將四肌的肌肉和肌腱的豆莢形頂部與腿和小腿的骨頭連接起來，並帶有腿的結構。肌腱和肌肉有助於削弱運動，並吸收類似於生物支持 – 運動系統的打擊。

該團隊還添加了傳感器的靈活的3D打印，這使腿“感覺到”了自己的肌肉。設計為三明治，進行一層柔性塑料在兩個非導電層之間燃燒。當人造肌肉移動時，傳感器也可以。隨著它的伸展，其電阻會發生變化，這使機器人可以感覺到他的肌肉延伸或收縮的程度。

最終的腿是緊湊而強大的電池。便攜式電池的一次充電為腿提供了足夠的能量，使腿在一個小時內彎曲膝蓋千倍。即使不是不切實際的話，也很難使用其他軟驅動技術實現類似的功能。

Truby說：“開發具有生物肌肉系統性能和性能的機器人技術的新材料，我們可以創建機器人，以使其更穩定和可靠，以實現真正的使用。” “我們很高興看到這些人造肌肉可以控制人形和動物機器人的新方向。”