伦敦玛丽女王大学的研究人员开发了一种新型电动变刚度人工肌肉，在仿生学方面取得了突破性进展。这项创新技术发表在《高级智能系统》上，它具有自我感应能力，有可能彻底改变软体机器人和医疗应用。这种人造肌肉在软状态和硬状态之间无缝转换，同时还能感知力和变形。它具有类似于天然肌肉的灵活性和拉伸性，可以集成到复杂的软机器人系统中，并适应任何形状。通过调节电压，肌肉会迅速改变硬度，并能够最终靠电阻变化来监测自身变形。它的制作的完整过程简单可靠，很适合帮助残疾人或患者进行康复训练。

  肌肉收缩硬化不仅对增强力量至关重要，还能使生物体产生快速反应。QMUL工程与材料科学学院的研究人员团队从大自然中汲取灵感，成功地创造了一种人工肌肉，可以在软硬状态之间无缝过渡，同时还具有感知力和变形的非凡能力。

  玛丽女王大学讲师、首席研究员张克涛（音）博士解释了可变刚度技术在人工类肌肉致动器中的重要性。张博士说：“赋予机器人，特别是那些由柔性材料制造成的机器人自我感知能力，是迈向真正仿生智能的关键一步。”

  研究人员开发的尖端人工肌肉表现出与天然肌肉相似的灵活性和拉伸性，很适合集成到复杂的软机器人系统中，并适应任何几何形状。这种具有条纹结构的柔性致动器可承受沿长度方向超过200%的拉伸，具有非凡的耐用性。

  通过施加不同的电压，人工肌肉能够迅速调整其硬度，实现硬度变化超过30倍的连续调制。与别的类型的人造肌肉相比，其电压驱动特性在响应速度方面提供了显著优势。此外，这项新技术能通过电阻变化来监测其变形，消除了对额外传感器布置的需求，简化了控制机制，同时降低了成本。

  这种自感人工肌肉的制作的完整过程简单可靠，能够正常的使用超声波分散技术将碳纳米管与液态硅混合，并使用薄膜涂布器均匀涂布，以形成薄层阴极，该阴极也用作人造肌肉的传感部分。阳极直接用软金属网切割制成，致动层夹在阴极和阳极之间。液体材料固化后，形成完整的自感变刚度人工肌肉。

  这种柔性变刚度技术的潜在应用场景范围广泛，从软体机器人到医疗应用都可以。与人体的无缝融合为帮助残疾人或患者完成基本的日常任务开辟了可能性。通过集成自感人工肌肉，可以监测患者的活动，并通过调整硬度水平提供阻力，促进康复训练期间的肌肉功能恢复。

  张博士强调，虽然在将这些医疗机器人部署到临床环境中之前，仍有挑战要解决，但这项研究是朝着人机集成迈出的关键一步。它为软性和可穿戴机器人的未来发展提供了蓝图。

  伦敦玛丽女王大学研究人员进行的开创性研究标志着仿生学领域的一个重要里程碑。随着自我感应电动人造肌肉的发展，他们为软体机器人和医疗应用的进步铺平了道路。

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