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3D 打印的人造肌肉来了，《西部世界》中的高仿真机器人还会远吗？
2017年09月25日 由 meng 发表
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去年，HBO的美剧《西部世界》为我们呈现了一个高度拟人化的机器人主题乐园。在虚拟的乐园中，几乎无法分辨出真实人类与机器人，实际上这背后是高度成熟的机器人制造技术。在《西部世界》的片头中，机器人的身体组织都是由专业机器制造出来的，如今，哥伦比亚大学的研究人员展示了利用3D打印的人造肌肉的方法。
近些年对于机器人的研究主要集中在了智能化上面，换句话说就是让机器人拥有与人类一样的大脑，但是一直到现在我们都还没有看到一个高度拟人的机器人，原因之一是机器人的身体依然是机械。如今这个难题终于被克服了，新的人造肌肉能够被塑造成各种各样的形状，而且还可以举起自身重量1000倍的重物。
因为不能够满足高致动性，所以大部分的材料都不能够替代软体肌肉组织，现有的软性材料一般都是用气动或者液压的方式来使其弹性表皮膨胀，这种方法需要外部的压缩机与调压设备的支持。这些组件占用了大量的空间，所以很难使用这些材料制造独立的小型机器。
为了使人造肌肉可以有高应变能力与适应性，研究人员使用硅胶基质作为合成材料，有乙醇分散在微气泡中。这种解决方法结合了其他材料弹性大及可塑性强的特点，并且制造成本比较低，是由环保材料制成的。新的人造肌肉的应变能（物体在发生形变时贮存于其中的能量）比正常肌肉大 15 倍，能够提起自身重量1000倍的重物。
使用3D打印机制造出所需要的形状之后，人造肌肉需要连接薄膜电阻丝以低功率启动。在经过多钟机器人的实际应用测试中，表现出了十分强大的伸缩与运动能力，在电加热到80℃的时候，能够膨胀到9倍大小。通过计算机的控制，独立部件几乎可以完成所有设计的运动任务。
受到了生物体的启发，软体机器人在需要与人类接触与互动的领域具有非常巨大的前景，例如医疗保健领域与制造业。软体机器人与刚性机器人不同，它可以模仿人类的自然动作，被操纵进行运动，执行一些精细操作或者抓取软的物体，提供医疗及其他类型的帮助。
研究人员说：“我们的软性材料可以被用于制造拥有强大力量的人造肌肉，它可以被拉伸、弯曲、扭转和支撑，这是和天然肌肉最接近的人造材料。”
下一步研究人员打算用导电材料来替代电阻丝，这样能够加快肌肉响应的时间，延长使用的周期。从长远的角度来看，他们还打算用AI来控制肌肉运动，这是机器人模仿人类运动的一个重要的进步，给高度拟人化的机器人到来奠定了基础。
拟人机器人的困局
近些年对于机器人的研究主要集中在了智能化上面，换句话说就是让机器人拥有与人类一样的大脑，但是一直到现在我们都还没有看到一个高度拟人的机器人，原因之一是机器人的身体依然是机械。如今这个难题终于被克服了，新的人造肌肉能够被塑造成各种各样的形状，而且还可以举起自身重量1000倍的重物。
因为不能够满足高致动性，所以大部分的材料都不能够替代软体肌肉组织，现有的软性材料一般都是用气动或者液压的方式来使其弹性表皮膨胀，这种方法需要外部的压缩机与调压设备的支持。这些组件占用了大量的空间，所以很难使用这些材料制造独立的小型机器。
用3D打印制造人造肌肉
为了使人造肌肉可以有高应变能力与适应性，研究人员使用硅胶基质作为合成材料，有乙醇分散在微气泡中。这种解决方法结合了其他材料弹性大及可塑性强的特点，并且制造成本比较低，是由环保材料制成的。新的人造肌肉的应变能（物体在发生形变时贮存于其中的能量）比正常肌肉大 15 倍，能够提起自身重量1000倍的重物。
使用3D打印机制造出所需要的形状之后，人造肌肉需要连接薄膜电阻丝以低功率启动。在经过多钟机器人的实际应用测试中，表现出了十分强大的伸缩与运动能力，在电加热到80℃的时候，能够膨胀到9倍大小。通过计算机的控制，独立部件几乎可以完成所有设计的运动任务。
软体机器人的未来
受到了生物体的启发，软体机器人在需要与人类接触与互动的领域具有非常巨大的前景，例如医疗保健领域与制造业。软体机器人与刚性机器人不同，它可以模仿人类的自然动作，被操纵进行运动，执行一些精细操作或者抓取软的物体，提供医疗及其他类型的帮助。
研究人员说：“我们的软性材料可以被用于制造拥有强大力量的人造肌肉，它可以被拉伸、弯曲、扭转和支撑，这是和天然肌肉最接近的人造材料。”
下一步研究人员打算用导电材料来替代电阻丝，这样能够加快肌肉响应的时间，延长使用的周期。从长远的角度来看，他们还打算用AI来控制肌肉运动，这是机器人模仿人类运动的一个重要的进步，给高度拟人化的机器人到来奠定了基础。
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