科学家提出3种新型软体肌肉设计

机器人正在掌握一种新的软实力。研究人员给它配备了一种新型肌肉，可以像人类肌肉一样提供力量和灵活性。这种肌肉不会挤压和损坏被控制的物体，所以有一天它可能会帮助新一代的软机器人完成复杂的任务——从摘水果到帮助老人。

机器人，尤其是那些在制造业中使用的机器人，一直擅长执行需要大量努力的重复性任务，比如将汽车底盘焊接在一起。然而，他们的动作通常很僵硬，不适合需要改变力量的任务。它们对离它们太近的人来说也是危险的。机器人研究人员正试图创造出更灵活的机器人，可以和人类一起工作，甚至用假肢来帮助瘫痪的人行走。

两项软肌肉技术跃居舞台前沿:一项是将气体或液体泵入软袋以产生特定动作的气动致动器，另一项是名为介电弹性体驱动器的装置，该装置在绝缘软塑料周围施加电场，使其在特定动作后变形。尽管气动执行机构功能强大且易于制造，但该泵可能很重，并且气体和液体移动缓慢。尽管电介质弹性体驱动器速度快且节能，但当电流燃烧塑料时，灾难性的“关机”经常发生。

现在，由美国科罗拉多大学的物理学家克里斯托弗·凯普林格领导的团队已经“嫁接”了这两种技术的优势，创造出肌肉般的软件刹车。它可以用电力驱动小袋中的液体流动。这个设计很简单。刹车从一个装有绝缘液体的小塑料袋开始(比如超市里的传统菜籽油)。当研究人员在袋子两侧的电极之间施加电压时，电极被吸在一起，挤压液体并使其流向附近的区域。这种方法的关键是制动器可以改变它的形状，任何与之相连的物体都可以移动。

凯普林格和他的同事在《科学》和《科学机器人学》杂志上的两篇论文中报道，他们已经创造了三种可以与哺乳动物骨骼肌的精确度和强度相媲美的软肌肉设计。在发表在《科学》杂志上的一篇论文中，他们证实了一系列的环形制动器具有灵活性，可以让机器人的爪子采摘和夹持树莓。他们还说，如果电弧放电发生在电极之间的绝缘液体中，任何损坏都可以在放电停止时及时修复。然而，在《科学-机器人学》杂志上，凯普林格的团队报道说，他们已经创造了另外两种肌肉设计，可以像人类二头肌一样实现线性收缩，从而使他们能够将东西举得远远超过体重。(宗华)