醫(yī)療3d打印服務(wù)應(yīng)用 科學(xué)家成功將電活性聚合物3D打印人造肌肉

忘了鋼鐵和鋁金屬吧！明天的機(jī)器人有可能被壓扁、拉長或還可以掐一掐。

    這種全新的機(jī)器人裝置——部分來自于新型的軟機(jī)器人領(lǐng)域——與傳統(tǒng)機(jī)器人相比有不少的優(yōu)勢。軟機(jī)器人可以更容易在有限的空間輾轉(zhuǎn)騰挪。它們可以更好地與人類進(jìn)行交互，這使得他們可以成為老年人的出色助手。有一天，它們甚至可能會導(dǎo)致高科技人造肌肉的出現(xiàn)——這足以改變?nèi)澜鐢?shù)以百萬計(jì)的殘疾人士的生活。

    但是，要創(chuàng)建人工肌肉不僅要開發(fā)一種強(qiáng)大、有彈性的材料，而且要搞清楚如何精確地控制和巧妙地制造它。這就是內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的Kwang Kim和他受到美國國家科學(xué)基金會（NSF）資助的團(tuán)隊(duì)的研究目標(biāo)。

    Kwang Kim領(lǐng)導(dǎo)者一個由來自不同機(jī)構(gòu)——4所美國大學(xué)再加上日本和韓國的研究機(jī)構(gòu)——的科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)的具體目標(biāo)是將一種新型的聚合物材料轉(zhuǎn)化為人造肌肉。NSF通過其下面的國際研究和教育合作關(guān)系（PIRE）項(xiàng)目對其提供了資金支持，PIRE主要在科學(xué)和工程的所有領(lǐng)域支持創(chuàng)新的全球研究合作。

    據(jù)了解，參與該項(xiàng)目的韓國科研機(jī)構(gòu)為韓國先進(jìn)科技研究院（KAIST），日本的則是國家先進(jìn)工業(yè)科技研究院，這兩家機(jī)構(gòu)都以在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域過硬的專業(yè)知識而聞名。（比如KAIST在最近就贏得了由美國國防部高級研究項(xiàng)目局主辦的機(jī)器人挑戰(zhàn)賽。）

    不過，軟機(jī)器人學(xué)的巨大挑戰(zhàn)之一就是尋找合適的材料?！八仨氁?，但它也要能產(chǎn)生足夠的動力來做很多不同的事情?！盞im 說。目前，他的團(tuán)隊(duì)正在使用的是一種叫做離子聚合物-金屬復(fù)合物的合成材料，這是一種具有電活性的聚合物——這就意味著將電力通過該材料時會使它改變形狀。

    “對于機(jī)器人來說，它必須能夠移動、必須能夠感知?！豹q他大學(xué)機(jī)器人技術(shù)中心助力教授、該項(xiàng)目的共同研究者Kam Leang說。傳統(tǒng)的機(jī)器人通常使用電動馬達(dá)來完成前者。“在這個項(xiàng)目中，我們正在借助電活性聚合物本身實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動。”

    除此之外，電活性聚合物也可以用于感知運(yùn)動，這使它們非常適合用于軟機(jī)器人。Leang和他的同事們還設(shè)計(jì)了一種方法來3D打印這種材料。他在整個研究中負(fù)責(zé)的部分是如何擴(kuò)大這種3D打印制造方式，以及找到方法更好地控制聚合物的運(yùn)動。而別人則致力于更好地理解——和改進(jìn)——高分子材料，使其更具反應(yīng)性、強(qiáng)度更高和更經(jīng)濟(jì)。

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    需要指出的是，該項(xiàng)目是在去年秋天得到的NSF的資助，仍然處于早期研究階段。Kim稱軟機(jī)器人本身仍然是一個較新的領(lǐng)域，他自己從事對電活性聚合物的研究已經(jīng)有接近20年了。

本文部分內(nèi)容源于新華網(wǎng)

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