伦敦玛丽女王大学工程与材料科学学院的研究人员在仿生学领域取得重大突破，开发出一种崭新的自感知可变刚度人造肌肉。这项创新技术将为软体机器人和医疗应用领域带来革命性的影响。

  7月8日，伦敦玛丽女王大学在《高级智能系统》杂志上发表研究成果称，他们成功设计出一种新型电动人造肌肉，能够自主感知和调节刚度，模仿自然肌肉的工作机制。这标志着人机集成向前迈进了一大步，为软机器人的实用化应用奠定基础。

  新研发的人造肌肉可以依据负载和形变主动调节刚度，实现从软到硬的平滑过渡。这种自适应刚度调节功能来源于对生物肌肉收缩机制的仿真。研究团队负责人、玛丽女王大学讲师张克涛博士表示，赋予机器人自主感知和适应环境变化的能力，是实现真正的仿生智能的关键。

  这种人造肌肉采用仿生设计，具有天然肌肉的柔韧性和延展性。它由阴极、阳极和致动器三层构成，能够在长度方向承受200%以上的拉伸变形。这种结构使其很适合集成到各种形状复杂的软机器人中。

  研究团队对新型人造肌肉的工作原理进行了测试。根据结果得出，它可以通过施加不同电压快速调节刚度，刚度变化达到30倍以上，响应时间明显优于别的类型的人造肌肉。

  与此同时，人造肌肉还可以通过监测电阻变化来感知自身的应变状态，无需集成额外的传感器，从而简化了控制管理系统的设计。这种自主感知与反馈的能力使其具有与生物肌肉媲美的协调运动功能。

  该人造肌肉的制作流程与工艺简单可靠，原材料易于获取，有望实现批量生产。研究人员使用液体硅橡胶与碳纳米管混合制成电阻可变的阳极层，并直接涂覆在金属网制成的阴极层上，再将两电极夹住中间的致动层即可。材料固化后即成型，无需复杂的后处理。

  这种自主感知与反馈的人造肌肉为软体机器人的实际应用提供了可能。它可以大范围的应用于需要与人体环境无缝集成的领域，如医疗康复、护理助力等。

  集成这种肌肉的软体外骨骼能够在一定程度上帮助残疾人完成日常生活，并能根据使用者的活动提供适应性辅助。医用康复机器人也可通过这项技术，通过监测患肢运动并调节肌肉刚度，实现个性化的物理治疗方案。

  张博士表示，这项研究代表了人机一体化发展的关键进展。尽管要将这种医疗应用机器人投入实际使用还存在诸多挑战，但这为软体机器人的设计提供了可操作的技术路线。能预见，未来我们会看到慢慢的变多仿生、自主与高效的智能软机器人。这次自感知人造肌肉技术的诞生，无疑是人机融合的新纪元。