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美(měi)國麻省理(lǐ)工學院工程師開發了(le)一種類似彈簧的(de)設備，可(kě)用(yòng)作幾乎所有肌肉型機器人(rén)的(de)基本骨架模塊。這種“彎曲彈簧”旨在充分(fēn)利用(yòng)任何附著(zhe)的(de)肌肉組織，可(kě)最大(dà)限度提高(gāo)肌肉自然産生的(de)運動量。研究論文發表在最新一期《先進智能系統》上。

肌肉是大(dà)自然完美(měi)的(de)執行器，可(kě)将能量轉化(huà)爲運動。就比例而言，肌纖維比大(dà)多(duō)數合成執行器更強大(dà)、更精确。因此，工程師一直在探索利用(yòng)天然肌肉爲機器人(rén)提供動力的(de)方法。現有的(de)一些“生物(wù)混合”機器人(rén)，使用(yòng)肌肉執行器爲人(rén)造骨骼提供動力，也(yě)可(kě)實現行走、遊泳、泵動和(hé)抓握。但迄今并沒有高(gāo)效且通(tōng)用(yòng)的(de)相關裝置。

此次，團隊設計了(le)一種專門定制的(de)彎曲件，其配置和(hé)剛度使肌肉組織能夠自然收縮并最大(dà)限度地拉伸彈簧。團隊将肌肉的(de)自然力、彎曲剛度和(hé)運動程度聯系起來，通(tōng)過大(dà)量計算(suàn)來設計設備的(de)配置和(hé)尺寸。

該設備類似于一個微型手風琴狀結構，團隊計算(suàn)後設計的(de)彎曲度是肌肉組織本身剛度的(de)1/100。研究人(rén)員用(yòng)小鼠細胞中生長的(de)活肌肉纖維制作成肌肉帶，将肌肉帶纏繞在設備的(de)兩個角柱上，測量了(le)當肌肉帶收縮時柱子拉在一起的(de)距離。

        研究發現，彎曲部分(fēn)的(de)配置使肌帶能可(kě)靠且反複地收縮。與之前的(de)肌肉執行器設計相比，他(tā)們的(de)設計集中收縮拉伸程度是前者的(de)5倍。

該裝置可(kě)作爲未來肌肉動力機器人(rén)的(de)“骨架”。團隊正在調整和(hé)組合彎曲部分(fēn)，以構建由自然肌肉驅動的(de)更精确可(kě)靠的(de)機器人(rén)。