软体机器人“肌肉”

软体机器人“肌肉”  soft robot“muscles”

过去十年里，软体机器人技术突飞猛进。各国研究人员均在尝试采用各种材料和设计，让原本僵硬不平整的机器人能以模仿生物体的方式弯曲和收缩，并更自然地与生物体进行互动。但软性材料通常强度或刚度性能不理想，应用受到限制；此外，软性材料的设计、制造和实现往往受到材料成本、工作原理、可扩展性和单自由度收缩驱动等因素的限制。
2017年底，在DARPA和美国国家科学基金会资助下，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）和哈佛大学威斯研究所（Wyss）的研究人员联合研制了一种液压驱动、折纸式机器人“肌肉”。该机器人“肌肉”是软体机器人研究领域的一项技术突破，有望为传统机器人提供一种可行、强大、安全的驱动方案。
研究人员研制的机器人“肌肉”由三部分组成：可压缩骨骼、流体介质与柔性皮肤。可压缩骨骼是内部骨架，由各种材料制成，如金属线圈、金属弹簧、泡沫塑料、折叠成特定图案的塑料片等；流体介质为空气、水或流体，随可压缩骨骼一起，并密封在塑料或纺织袋内；这些真空袋称为柔性皮肤。
在密封袋内注入或者释放空气、水等流体介质时，压力的改变会导致骨骼和皮肤的伸展或折叠，从而产生抓、推等动作。机器人“肌肉”的运动无需其他电源或人力输入，完全取决于骨架的形状和组成，只需对骨骼折叠方式进行设计，即可决定整个“肌肉”结构的动作。“肌肉”可通过程控完成多轴向的动作，包括收缩、弯曲和扭转。这些动作可以整合至具有多自由度的系统中，以完成不同快慢速度的、可控制的各种动作。