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超声波驱动的人工肌肉
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中国学者一作Nature论文:超声波驱动的人工肌肉,能够抓握、弯曲和游动
生物世界· 2025-10-30 12:21
研究背景与意义 - 传统机器人缺乏人类触觉的微妙感受,促使柔性机器人领域诞生,旨在使用柔韧材料和类似肌肉的柔性驱动器取代刚性材料[2] - 柔性机器人系统有望变革假肢技术、微创手术机器人和通过触觉传递信息的可穿戴设备[2] 技术核心突破 - 研究团队开发了一种超声波驱动的人工肌肉,利用充满微泡的柔性材料在超声波照射下发生弯曲,实现无线操控[3] - 该技术利用超过10000个尺寸精确的微泡,其对应不同共振频率,当受到扫频超声波刺激时,微泡阵列进行选择性振荡并产生分布式点推力,使肌肉实现可编程变形[6] - 人工肌肉具有高紧凑性(约3000个微泡/mm²)、轻量化(0.047 mg/mm²)、高力强度(约7.6 µN/mm²)以及快速响应(抓取过程小于100毫秒)等卓越性能[6] - 技术还具备良好的可扩展性(从微米到厘米尺度)、出色的柔韧性和多个自由度[7] 应用前景 - 该技术展示了在灵活操控生物体、为静态物体添加移动性的贴合式机器人皮肤以及贴合附着于离体猪器官的仿生鳐鱼机器人等方面的应用[7] - 这种可定制的人工肌肉可能对柔性机器人技术、可穿戴技术、触觉技术和生物医学仪器产生立竿见影及长期的影响[9]