哥倫比亞大學研製3D列印人造肌肉，可提自重1000倍重物

最新 09-25

去年 HBO 的美劇《西部世界》為我們呈現了一個高度擬人化的機器人主題樂園，在虛擬的樂園中真實人類和機器人幾乎無法區分，這一切的背後其實是高度成熟的機器人製造技術。《西部世界》片頭中，機器人的身體組織都由專業機器來製造，而現在，來自哥倫比亞大學的研究人員也展示了用 3D 列印來製造人造肌肉的方法。

擬人機器人的困局

這些年來對於機器人的研究主要集中在智能化上，也就是讓機器人擁有和人類一樣的大腦，但直到今天我們還未看到一個高度擬人的機器人，其中一個原因就是，機器人的身體仍是機械的。現在這個難題終於被克服，新的人造肌肉可以被塑造為各種形狀，並且還能夠舉起自身重量 1000 倍的重物。

由於無法滿足高致動性和應變力的需求，大部分材料都不能代替軟體肌肉組織，現有的軟性材料通常是用氣動或液壓的方式來使其彈性表皮膨脹，這種方式需要外部的壓縮機和調壓設備支持。這些組件佔用了大量的空間，很難用這些材料製造獨立的小型機器。

用 3D 列印製造人造肌肉

為了讓人造肌肉能夠有高應變能力和適應性，研究人員用硅膠基質作為合成材料，有乙醇分散在微氣泡中。這種解決方案結合了其他材料彈性大和可塑性強的特點，同時製造成本較低，由環保材料製成。新的人造肌肉應變能（物體在發生形變時貯存於其中的能量）比正常肌肉大 15 倍，可提起自身重量 1000 倍的重物。

用 3D 印表機製作出所需形狀後，人造肌肉需要連接薄膜電阻絲以低功率啟動。經過多種機器人的實際應用測試，表現出了十分強大的伸縮和運動能力，當電加熱到 80℃時，可以膨脹到九倍大小。通過計算機控制，獨立部件幾乎能完成所有設計的運動任務。