哥伦比亚大学工学院的研究团队近日开发出一种材料，能用来做机器人的人造肌肉，成功让人型机器人再度朝“类人型”方向接近了一些。
运用这种材料 3D 打印出的人造肌肉不再像以前的装置一样，必须仰赖外部压缩机或高压设备来动作，就像人类肌肉，这种合成肌肉可做出推、拉、弯曲及扭转动作，同样也能轻松抬起重物。
要达成类似的行为，人造肌肉必须同时具备高应力及高应变性质，研究团队指出，过去并没有发现任何材料能同时具备所有需求，直到现在。
负责人 Hod Lipson 教授表示，近几年在制造机器人的头脑上，研究人员已经取得相当大的进步，但机器人的身体却始终没有太大改变，这是因为要做出像生物一样的致动器（actuator），就必须具备灵活性极高的材质，而这是一个非常大的难题。
但研究团队最终还是克服了这个障碍。
为了做出具高应变、高应力同时低密度的制动器，论文第一作者 Aslan Miriyev 运用一种硅橡胶（silicone rubber）为基体，其中的微泡里分布着乙醇，最终制造出具备需求的柔软材质。
这种方式制造出来的柔软材质，不仅有过去其他材料的高弹性、高应变特性，同时制造过程简单、成本低廉，使用的材料还非常环保。
透过 3D 打印制造成所需的形状之后，人造肌肉就能使用薄电阻丝和 8 伏特低功耗的电力驱动，在一系列的机器人应用测试中，人造肌肉都展现出非常好的膨胀收缩能力，当充电加热到 80°C 时，它能膨胀到原先体积的近 900%。
由于具备非常高的弹性，研究人员发现这样的人造肌肉在经由电脑自动控制之下，几乎可以在任何设计执行所需的动作任务。
研究人员 Miriyev 博士认为，这种柔软材料可以用来做软性机器人的肌肉，具备推、拉、弯曲、扭转和搬运重物的人造肌肉，可能会彻底改变现在软性机器人的设计方式和目标。
“这是至今为止我们开发出最接近自然肌肉的人造材料。”
Lipson 教授指出，在需要与人类接触相处的领域，运用这类型软性材料制成的机器人将有很大的发挥空间。与传统刚性机器人不同，软性机器人可以复制生物的自然动作，执行需要弹性、充满细节的任务，在制造产业、医疗照护领域都能提供许多帮助。
团队未来将持续研究开发，他们的目标是运用导电材料取代嵌入式电线，加速肌肉的反应时间，并增加材料的保质期。
除此之外，Miriyev 博士指出，团队未来也计划导入 AI 来学习控制人造肌肉，届时可能会成为克隆人类自然运动的“最后一座里程碑”。
研究的全部结果已经在《Nature Communications》杂志发表。
- One Step Closer to Lifelike Robots
- Synthetic muscle that lifts 1,000 TIMES its own weight could lead to super-strong humanoid robots
（图片来源：哥伦比亚大学工学院）
