人工肌肉

人工肌肉人工肌肉是由来自美国、中国、澳大利亚、韩国、加拿大、土耳其等国科学家组成的一个国际研究小组成功地利用普通渔线和缝纫线制造出来的一种人工肌肉纤维。

这种“人工肌肉”的关键是产生出一种类弹簧的螺旋结构。肌肉最重要的功能是通过收缩运动产生力量，而这种螺旋结构的“人工肌肉”可以产生非常好的收缩效果。

这种材料琮可随环境温度的变化伸缩，因此他们用这种“人工肌肉”制成的百叶窗可在天气热时自动打开。将来，人们可用它制成能够自动调节的服装，甚至可制成防护甲。

人工肌肉用于机器人制造早期的人工肌肉是指一种没有肌肉功能只有表面装饰作用的合成材料，用于整形修补。 而后开发了具有一定肌肉伸缩功能的由硅橡胶和涤纶制成的产品，如一根由涤纶织物包着的硅橡胶管，涤纶织物管作为人工肌腱从硅橡胶管的两端伸长，以便附着在天然肌腱上或按可能附在骨骼上，在人工肌肉的较宽的中央部分，涤纶织物褶叠在一起，让人工肌肉中央突出部分自由活动，织物长度可限制人工肌肉的伸展，使臂或腿不会反曲到超过伸直位置。

而在过去的几年，人工肌肉纤维通常由金属线或者纳米碳管制成，尽管功能强大，但成本高昂且难以驾驭。但是现在（截止2014年），科学家改用以聚乙烯和尼龙制成的高强度聚合物，将其扭曲盘绕成束，制成新的人工肌肉纤维。

2014年2月，科学家改用了以聚乙烯和尼龙制成的高强度聚合物纤维。这项研究由美国、加拿大、澳大利亚、韩国、土耳其与中国大陆科学家协力展开。这种聚合物肌肉能举起的重量，是同样大小天然肌肉的100倍。

2019年7月，新一期美国《科学》杂志刊登的研究显示，美国、中国等国的研究人员组成的团队开发出一种新型人工肌肉，其平均收缩力是人体肌肉的40倍，且成本可控，易于大规模生产，应用前景广阔。^[1]

2019年9月，东南大学化学化工学院杨洪教授课题组研制出了一种聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络结构液晶弹性体材料，其具有超强的力学性能，在人造肌肉等领域有广泛的应用前景。该研究成果于发表在国际期刊《美国化学会志》杂志上。^[2]

人工肌肉这种“人工肌肉”的制造方法十分简单。人体肌肉的收缩率只有20％，而这种“人工肌肉”的收缩率可以达到50％，并且稳定持久，它提起重物的能力相当于同等尺寸和重量人体肌肉的100倍左右。

这种“人工肌肉”还具有极强的可加工性，它可使机器人的面部表情丰富生动，也可使微创显微手术仪器更加灵活。

这种材料可随环境温度的变化伸缩，因此用这种“人工肌肉”制成的百叶窗可在天气热时自动打开，天气冷时又自动关闭，用它制成的织物可实现孔隙的自动控制。将来，人们可用它制成能够自动调节的服装，甚至可制成防护甲。他认为：“这种‘人工肌肉’将来还有望用于航天航空、军事、医学等多个领域。”

最先进的人型机器人或义肢，受限于笨重马达与液压系统，有碍于其灵活程度、力量与整体工作能力。未来这种新人工肌肉的应用，可能包括机器人微创手术、义肢，以及制造功能更强的机器人。