美科学家发明超强人造肌肉贸易

人类拥有柔软的肌肉和僵硬的骨骼，如果在最佳的同步中发挥作用，他们就有可能举起相当可观的重量。但一项由人类发明的新技术，使用柔软的肌肉和僵硬的骨骼，可以让设备举起1000倍于自身重量的东西。

这是一项重大的进展，因为尽管软机器人已经展现出了灵巧和类人动作的潜力，但它们通常缺乏足够的力量。

在《美国科学院院刊》上发表的一篇新论文中，来自麻省理工学院资讯科学及人工智慧实验室（CSAIL）和哈佛大学威斯研究所的科学家们展示了软机器人如何在刚性折纸骨骼的帮助下保持强大的力量。

该论文的主要作者、CSAIL的负责人Daniela Rus教授在接受The Verge采访时表示：“软机器人有很大的潜力，但到目前为止，其中一个限制是有效载荷。它们非常安全，非常温和，但不利于搬运重物。这种新方法可以让我们制造出强大和柔软的机器人。”

很明显，这种技术可以在仓库和体力劳动部门使用，在那里，提高灵活性的能力是必须的。目前，科学家们正在探索软机器人在各种领域的应用，从海洋研究到自动化、柔软的机器人发明。随着技术的进步，这种广泛的应用将会继续增长，而这项新的研究将会让这项技术比以往任何时候都更加深入。

几十年前，人们设想未来机器人会统治人类，用镀铬的外骨骼完成超人类的任务。最近，软机器人改变了这种观念，新的技术可能会让机器人的下一阶段成为可能。

人造肌肉的研究开始于20世纪40年代，但真正取得进展则是最近10余年的事，这是由于近年来特殊聚合体材料和智能材料的诞生，为人造肌肉的研究提供了新的发展契机，那些新材料往往具有一些不同凡响的本领。

一些材料可以根据电流变化呈现出各种复杂的状态，例如，弯曲、延伸、扭动和收缩等，并且它们的行为非常接近真正的肌肉纤维。开发人造肌肉不仅对医学具有重大意义，而且对机器人技术的发展也至关重要。

来自亚利桑那州州立大学的研究员西宫川认为，人类的肌肉是人四肢活动的马达，只有生产出超级的人造肌肉和装置，才能让残障人士的假肢恢复正常的功能，这种新式的人造肌肉将有可能治疗神经肌肉型疾病帕金森氏症。为此，科学家们利用生物仿生学，通过对蟾蜍和变色龙的肌肉的研究，打造出了这种神奇的“生物马达”。

科学家发现，一个蟾蜍的下巴肌肉能够产生大于它自身体重700倍的力量，而变色龙捕食的时候，舌头肌肉收缩时所产生的力量也是非常惊人的。而目前人类所制造的最好的机械设备（动力马达）也只能产生蟾蜍下巴肌肉的三分之一的力量。对于这种神奇的现象，科学家们通过对蟾蜍和变色龙的解剖寻找相关的信息。他们认为蟾蜍下巴的特殊构造是造成其肌肉产生强大力量的原因之一，这种构造可以在最短的时间内贮存力量，适应肌肉所产生的 ，在蟾蜍大脑的操纵下实现肌肉的迅速收缩。

亚利桑那州州立大学的科学家中们从蟾蜍的肌肉构造上获得灵感，设计出了一种“机器肌腱”，这种装置可以模仿蟾蜍的下巴肌肉迅速收缩，产生强大的能量。这种机器肌腱就是“生物马达”，也就是人造肌肉。再配合独有的高端协调辅助设备，可以使假肢等设备和人的大脑信号协调一致，从而提高假肢的运动功能，实现残疾人的正常生活。但是科学家认为，这种模仿蟾蜍制造出的人造肌肉最关键的部分还是高端协调辅助设备，只有通过大脑的操纵实现功能才是生物马达最关键的部分，这个关键部分还需要继续的研究探索。但是科学家表示，这种“生物马达”人造肌肉将会促进神经肌肉学的研究和发展，有助于对人类神经肌肉学的扩展性研究，将生物仿生学和生物动力学有机结合起来，这种神奇的“生物马达”堪称神来之笔，不仅可以帮助残疾人的生活，还推动了科学家对于生物仿生技术的发展。

科学家对人造肌肉的研究已经进行了几十年，人造肌肉所用的材料种类也很多，有塑料、类似橡胶的聚合物、凝胶以及金属，但是这些材料做成的人造肌肉面临很多问题，比如需要消耗大量能量并且可能经常失效而无法像真正的肌肉那样能自我修补。