醫療3d打印服務應用 科學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！明天的機器人有可能被壓扁、拉長或還可以掐一掐。

    這種全新的機器人裝置——部分來自于新型的軟機器人領域——與傳統機器人相比有不少的優勢。軟機器人可以更容易在有限的空間輾轉騰挪。它們可以更好地與人類進行交互，這使得他們可以成為老年人的出色助手。有一天，它們甚至可能會導致高科技人造肌肉的出現——這足以改變全世界數以百萬計的殘疾人士的生活。

    但是，要創建人工肌肉不僅要開發一種強大、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。這就是內華達大學拉斯維加斯分校的Kwang Kim和他受到美國國家科學基金會（NSF）資助的團隊的研究目標。

    Kwang Kim領導者一個由來自不同機構——4所美國大學再加上日本和韓國的研究機構——的科學家組成的研究團隊，該團隊的具體目標是將一種新型的聚合物材料轉化為人造肌肉。NSF通過其下面的國際研究和教育合作關系（PIRE）項目對其提供了資金支持，PIRE主要在科學和工程的所有領域支持創新的全球研究合作。

    據了解，參與該項目的韓國科研機構為韓國先進科技研究院（KAIST），日本的則是國家先進工業科技研究院，這兩家機構都以在機器人技術領域過硬的專業知識而聞名。（比如KAIST在最近就贏得了由美國國防部高級研究項目局主辦的機器人挑戰賽。）

    不過，軟機器人學的巨大挑戰之一就是尋找合適的材料。“它必須要軟，但它也要能產生足夠的動力來做很多不同的事情。”Kim 說。目前，他的團隊正在使用的是一種叫做離子聚合物-金屬復合物的合成材料，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。

    “對于機器人來說，它必須能夠移動、必須能夠感知。”猶他大學機器人技術中心助力教授、該項目的共同研究者Kam Leang說。傳統的機器人通常使用電動馬達來完成前者。“在這個項目中，我們正在借助電活性聚合物本身實現機器人的運動。”

    除此之外，電活性聚合物也可以用于感知運動，這使它們非常適合用于軟機器人。Leang和他的同事們還設計了一種方法來3D打印這種材料。他在整個研究中負責的部分是如何擴大這種3D打印制造方式，以及找到方法更好地控制聚合物的運動。而別人則致力于更好地理解——和改進——高分子材料，使其更具反應性、強度更高和更經濟。

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    需要指出的是，該項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稱軟機器人本身仍然是一個較新的領域，他自己從事對電活性聚合物的研究已經有接近20年了。

本文部分內容源于新華網

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