韩国研发新型磁性复合人造肌肉，可承受千倍自重应力
韩国研发新型磁性复合人造肌肉，可承受千倍自重应力
韩国蔚山国立科学研究院（UNIST）近日宣布，其研究团队成功开发出一种新型磁性复合人造肌肉，这种新材料能够承受超过自身重量1000倍的应力，有望为机器人、可穿戴设备等领域带来革命性突破。
这种创新性的人造肌肉采用独特的复合结构，将铁磁颗粒与形状记忆聚合物巧妙结合。通过调节光热刺激，这种复合肌肉能够主动控制机械性能和复杂驱动运动，实现刚度的动态调整。其最大负载重量比分别高达1000和3690，同时展现出高伸长率（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%）。
研究团队通过模塑工艺将单相磁性复合肌肉复制成机械手形状，并在保持卷曲形状的同时进行磁化。这使得机械手在无需外部能源的情况下能够保持锁定状态，承载重物。当机械手受到激光加热时，由于单相复合肌肉的形状记忆特性，磁化的机械手会软化并恢复到扁平状态，在这种可变形状态下，可以通过操纵外部磁场来控制机械手的运动，如抓取和释放物体。
进一步的实验测试结果则表明，在无需任何持续能量输入的情况下，该机械手能够稳稳支撑起高达1公斤的重物，并保持水平锁定状态。其比承载能力更是惊人地超过了100。而在可变形状态下，即便被向下拉伸至原长的350%，该机械手依然能够承载1公斤的重量而不发生任何断裂，这充分证明了其优秀的机械强度。
值得注意的是，这款机械手的承重能力远超常规，它甚至能够承受高达5公斤的力，这一数字是其自身重量的整整1000倍。这一表现与当前市场上许多承重能力有限的软体机器人系统形成了鲜明对比。
此外，单相复合肌肉具有超强耐用性，不仅能够承受汽车的重量（比承载能力高达3690），还能在压碎坚硬物体时保持完好无损，这充分展示了其既强大又灵活的机械性能。更为神奇的是，即使在手部向上垂直伸展至约135%的情况下，该手依然能够稳稳支撑起200克的重量。
这种新型人造肌肉的出现，有望解决传统人造肌肉刚性不足、振动控制难等问题。通过激光加热和磁场等多种方法，可以远程控制其执行伸长、收缩、弯曲和扭转等基本运动，以及精确操纵物体等更复杂的动作。
这一突破性技术在多个领域展现出广阔的应用前景。在军用机器人领域，这种新材料可以显著提升机器人的承载能力和操作精度；在医疗领域，可用于开发更灵活精确的手术机器人；在可穿戴设备领域，可以实现更舒适的人机交互体验。此外，该技术还有望应用于智能假肢、生物医学设备等多个领域，为产业升级和生活品质改善带来新的可能。
该研究成果已发表在国际知名期刊《自然·通讯》上，研究团队表示，这种新型人造肌肉的机械性能、柔韧程度等均超越了现有人造肌肉，为未来软体机器人技术的发展开辟了新的方向。