北亚利桑那大学研制新型高性能人工肌肉技术

　　美国北亚利桑那大学（NAU）的动态主动系统实验室的科研人员开发出一种新型高性能人工肌肉技术，性能在多个方面已超过人体的骨骼肌。
　　这种由低成本聚合物管制成的人工肌肉作动器酷似意大利面，被科研人员称为“通心粉”（cavatappi）。科研人员首先通过拉伸聚合物管来增强其微观结构的各项特性，然后通过扭转使其成为扭转作动器，最后再将扭曲后的聚合物管盘绕成螺旋形，使其最终成为线性作动器。在拉伸和扭曲之后，在管内施加液压或气压会导致螺旋微结构的局部解捻。这种解捻表现为盘绕构造的螺旋节距的收缩。在液压或气动源的激励下，这种“通心粉”人工肌肉在作动带宽、效率、建模和可控性、以及实际应用等方面，都大大超过采用热激活的传统扭转聚合物作动器。
　　科研人员通过实验证实，这种新型人工肌肉的机械收缩效率可接近45%，最大比功和比功率分别为380焦耳/千克和1.42千瓦/千克，分别比人体骨骼肌高十倍和五倍。科研人员认为，这种作动器可以用于软体机器人、传统的步行机器人、或外骨骼和假肢中，随着技术的发展，性能还可进一步提升。
　　与该技术相关的论文《Cavatappi artificial muscles from drawing, twisting, and coiling polymer tubes》发表在Science Robotics期刊上。该技术目前已经进入早期商业化阶段，发明人与NAU创新团队合作已采取相应的知识产区保护措施，正在对外寻求合作。（理群）