智能人造肌肉融合传感和致动功能

韩国首尔国立大学科学家从生物肌肉—肌腱复合体中汲取灵感，研制出一款“智能人造肌肉”。它能同时执行传感和致动功能，这一突破在下一代人形机器人领域展现出巨大的应用潜力。相关论文发表于最新一期《先进材料》杂志。

传统人造肌肉和机器人致动器，其致动与传感功能彼此割裂，常需额外加装传感器并依赖复杂的控制系统，应用因此受限。业界对新型“智能致动材料”的渴求与日俱增。

为了破解这一难题，团队从生物肌肉—肌腱复合体中获取灵感，研制出这款兼具感知与致动双重功能的“智能人造肌肉”。这项工作被认为通过实现物理智能，为机器人致动开辟了全新范式。

新研制的人造肌肉由一种复合结构组成，其中不同材料特性的液晶弹性体串联在一起，分别模拟肌腱和肌肉的功能。随后，团队将两道液态金属通道嵌入液晶弹性体内，一条通道充当主动致动器，通过加热引起收缩;另一条通道则作为传感器，精确检测力与形变。这套系统不需要外部传感器，即可在内部感知收缩状态并同时产生运动。于是，这条智能肌肉便能同步处理运动信号与感觉信号。

团队已证明，配备了这种人造肌肉的机器人手指和抓取器，可以精细地抓取物体，并自主辨别其刚度和大小。尤其值得一提的是，通过将两块人造肌肉以相反方向配置为对抗组，该系统实现了对收缩与放松的精确控制，展现了快速而准确的致动能力。

这项成果复制了生物肌肉的独特结构与功能，让机器人能以更灵活、更灵敏的方式与周遭环境互动。预计它将在人形机器人、医疗康复和软体机器人领域得到广泛应用。团队目前正进一步研究结构优化与主动冷却技术，以提升人造肌肉的冷却速度。