韩国UNIST新型人工肌肉材料：软硬兼备，性能超生物肌肉

韩国UNIST新型人工肌肉材料：软硬兼备，性能超生物肌肉

韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）最新发布了一种新型人工肌肉材料，这种材料不仅能在柔软状态下拉伸至原长度的8倍，还能在坚硬状态下举起自身3690倍的重量。这一突破性成果发表在《自然-通讯》杂志上，有望应用于手术机器人、智能假肢等多种领域，展示了未来科技的巨大潜力。

UNIST研究团队开发的这种新型人工肌肉，采用了一种独特的复合结构设计。它由形状记忆聚合物和磁性颗粒复合制成，能够通过光热刺激实现刚度的动态调节。这种材料在柔软状态下可以拉伸至原长度的8倍，而在坚硬状态下则能举起自身3690倍的重量。

研究团队通过调节光热刺激，使磁性复合肌肉能够主动控制机械性能和复杂驱动运动。该材料还表现出高伸长率（超过800%）、高阻尼比（1.348）、高驱动应变率（63.8%s⁻¹）、高工作密度（129.5kJ m⁻³）和出色的能量效率（90.9%）。

这种新型人工肌肉材料的出现，为多个领域带来了新的可能性。在手术机器人领域，这种材料的高精度控制能力和柔软性可以实现更精细、安全的手术操作。在智能假肢领域，其出色的机械性能和驱动能力可以为用户提供更自然、强大的辅助力量。此外，该材料还可应用于可穿戴设备、生物医学设备等多个领域。

复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室彭慧胜教授课题组成功制备出新型纤维状人工肌肉材料。这种材料对溶剂响应具有很高的灵敏度和特异的选择性，可用于探测毒性溶剂的泄漏和预警。

北京大学刘珂研究员团队与中科院沈阳自动化所王聪副研究员等人则提出了一种新的人工肌肉结构设计原则，利用液晶弹性体（LCE）制造了具有优越驱动性能、超强适应性以及损伤耐受性的仿生绳结人工肌肉。这种人工肌肉不仅能在浅水环境下实现较快的驱动，还能在3000m水深的等效水压下实现1Hz稳定循环驱动。

瑞士苏黎世联邦理工学院和德国马克斯普朗克智能系统研究所共同开发出一种“人造肌肉”驱动机器腿，其不仅比传统机器腿更节能，而且可进行高跳、快速移动、检测和应对障碍物，完成这些任务都不需要复杂的传感器。

UNIST的这项研究展示了人工肌肉技术在性能上的重大突破，而其他研究机构在不同方向上的探索也展示了该领域的广阔前景。未来，随着材料科学、控制技术和人工智能的不断发展，人工肌肉技术有望在更多领域实现突破性应用，为人类生活带来更多便利。

这一突破性成果不仅展示了人工肌肉技术的巨大潜力，也为未来智能机器人的发展开辟了新的可能。随着研究的不断深入，我们有理由相信，更加智能、灵活、强大的机器人将在不久的将来走进我们的生活。