麻省理工（MIT）研究团队在人造肌肉的研究上取得重大突破，透过黄瓜卷须给予的灵感，开发出一种非常轻巧的人造肌肉纤维，除了能够快速回应刺激，单根纤维即可承受自身重量 650 倍的载荷，每米成本仅 6 美分（约台币 2 元），十分有望在未来进入量产。
当黄瓜类植物生长时，它会发出花簇与卷须，寻找周遭的支撑物以便将植物向上拉，好确保了植物尽可能接收到阳光，这种卷绕和拉动机制让 MIT 研究人员产生灵感，运用类似的结构创造出此种人造肌肉纤维。
与许多恒温器使用的原理相同，团队利用了热涨冷缩的原理，将两种具有不同热膨胀系数的材料结合成一种纤维，当纤维因温度变化膨胀时，两种材料的互相牵制下便会自然形成一种紧密的结构，能够产生相当强大的拉力，就像黄瓜的卷须一样。
一旦温度回落，纤维就会恢复到原来的长度，后续的测试显示，这种收缩伸展的过程在重复 1 万次仍旧能保持非常强劲，团队认为，纤维能够如此耐用是因为一切都在非常温和的条件下运行。
从几微米到几毫米宽，这些纤维可以跨越多种尺寸，并且可以容易地分批生产，测试中光是单根纤维便能提升高达自身重量 650 倍的载荷。
近年有许多团队都在研究如何制造人造肌肉，运用的概念有液压系统、伺服马达、记忆合金及聚合物，但这些技术都有其缺点及局限性：不是太重，就是对刺激的反应较慢，相比之下，MIT 创造的新纤维更轻且反应更为快速。
这种纤维可以被当作机器人手臂、腿足、夹爪甚至是义肢上的致动器（actuators）使用，其轻微的重量和快速的响应时间可以提供显著的优势，如果要提供更高强度来承载更重的负荷，纤维还可以捆绑在一起使用，就像肌肉细胞在人体内的情况一样。
未来如果结合像光纤或电极这样的加热元件，还能够透过内部加热方式直接控制肌肉收缩，同时感测器也可以结合在纤维中，在拉伸过程中提供它们遇到状况的反馈，对于需要自动化和精确控制的机器人系统来说将相当有帮助。
研究人员认为，这种纤维可以用作机器人、义肢、其他机械和生物医学应用的人造肌肉，也可用于微小的生物医学设备，例如通过进入动脉然后被激活的医疗机器人。
论文作者、MIT 博士后研究员 Mehmet Kanik 表示，这种材料提供的可能性近乎是无限的，因为几乎所有不同热膨胀率的材料组合都可以起作用，留下了广阔的可能组合以供探索。
“这个新发现就像打开一扇窗后，看到一堆其他窗户等著被打开。”
研究已刊载于《科学》（Science）期刊。
- Artificial “muscles” achieve powerful pulling force
（首图来源：MIT/Felice Frankel）
