肌肉驱动机器人有了柔软灵活的“骨骼”

美国麻省理工学院工程师开发了一种类似弹簧的骨骼设备，可用作几乎所有肌肉型机器人的肌肉机器基本骨架模块。这种“弯曲弹簧”旨在充分利用任何附着的驱动肌肉组织，可最大限度提高肌肉自然产生的人有柔软运动量。研究论文发表在最新一期《先进智能系统》上。灵活

肌肉是骨骼大自然完美的执行器，可将能量转化为运动。肌肉机器就比例而言，驱动肌纤维比大多数合成执行器更强大、人有柔软更精确。灵活因此，骨骼工程师一直在探索利用天然肌肉为机器人提供动力的肌肉机器方法。现有的驱动一些“生物混合”机器人，使用肌肉执行器为人造骨骼提供动力，人有柔软也可实现行走、灵活游泳、泵动和抓握。但迄今并没有高效且通用的相关装置。

此次，团队设计了一种专门定制的弯曲件，其配置和刚度使肌肉组织能够自然收缩并最大限度地拉伸弹簧。团队将肌肉的自然力、弯曲刚度和运动程度联系起来，通过大量计算来设计设备的配置和尺寸。

该设备类似于一个微型手风琴状结构，团队计算后设计的弯曲度是肌肉组织本身刚度的1/100。研究人员用小鼠细胞中生长的活肌肉纤维制作成肌肉带，将肌肉带缠绕在设备的两个角柱上，测量了当肌肉带收缩时柱子拉在一起的距离。

研究发现，弯曲部分的配置使肌带能可靠且反复地收缩。与之前的肌肉执行器设计相比，他们的设计集中收缩拉伸程度是前者的5倍。

该装置可作为未来肌肉动力机器人的“骨架”。团队正在调整和组合弯曲部分，以构建由自然肌肉驱动的更精确可靠的机器人。