力大無窮的人造肌肉

張曉玉

隨著人工智能的不斷發展，機器人可以擁有一個越來越具智慧的“大腦”了，它們可以說人話，做翻譯，寫歌曲，繪圖畫，但是它們的軀體還是丑陋僵硬的傳統機械模樣，與其智力升級完全沒法匹配。但是，隨著一種特殊人造肌肉的出現，人形機器人距離它們的身材大改造將更近一步。

美國哥倫比亞大學的一個研究團隊已經利用一種特殊的柔性材料成功制造出非凡的人造肌肉。科學家測試了人造肌肉在機器人制造方面的多種應用環境，在這些實驗中，人造肌肉表現出了超強的伸縮能力。通過電力加熱，在80℃的環境下它可以膨脹到自身體積的9倍大。這種合成肌肉能舉起1000倍于自身重量的物體，單位質量人造肌肉中儲存的能量是天然肌肉的15倍。計算機可以控制自動元件完成幾乎所有設定的動作，使之像真正的人類肌肉一樣，完成推、拉、彎曲、扭轉以及托舉等動作。

為了使人造肌肉實現強伸縮、高耐壓和低密度三重特性，這種人造肌肉使用的材料是一種硅橡膠材料，內部的納米微氣泡中分布著乙醇，隨溫度的調節會有較大的彈性。這使得人造肌肉不僅具有與其他類似材料的彈性特質，而且能夠在較大范圍內進行體積變化。同時，這種材料的運用也使得人造肌肉更容易制造，成本較低，且材料本身對環境無害，更為環保。這種柔性材料可以通過3D打印完成定形，制成各種所需的連接結構。利用薄電阻絲和8伏特的低功率電連接人造肌肉，便可以驅動它完成拉伸和收縮，從而帶動與之相連的機械組件活動。

運用這種人造肌肉可以制作軟體機器人，模仿生物的自然運動，還能夠執行精巧的任務，在醫療輔助等許多領域都有著廣闊的開發前景。

研究團隊下一步計劃用其他導電材料替代連接人造肌肉的電阻絲，加速其運動的反應速度，增加它的使用壽命。同時，研究團隊還將與計算機科學家合作，共同研發針對這種柔性肌肉運動的人工智能系統，令其學習控制人造肌肉，而這將會成為人形機器人模仿人類自然動作的又一座里程碑。未來，鋼筋鐵骨的機器人不僅有過人的智慧，還能有柔軟的肌肉，越來越具生命力，越來越有親和力了。endprint