结结的人工肌肉用于深水下生物模拟执行
Wenhui Chen1, Dezhong Tong2, Linghan Meng3
1Department of Advanced Manufacturing and Robotics, Peking University, No. 5 Yiheyuan Rd., Beijing, 100871, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|April 20, 2024
概括
研究人员以大自然为灵感开发出了强大的人工肌肉. 这些适应性强,结的肌肉为机器人和生物医学设备提供了高性能,即使在深海条件下.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
背景情况:
- 生物肌肉通过高频,高冲击线性驱动使动物具有卓越的机动性,敏捷性和适应性.
- 目前的人工肌肉在执行速度,大小,模式和适应性方面落后于生物同行.
研究的目的:
- 创建模仿自然肌肉等级结构的人造肌肉,实现更高的力量,响应性,强度和适应性.
- 通过新的结构设计,提高驱动性能和耐损性.
主要方法:
- 人工肌肉是使用由3D打印液晶弹性体纤维和薄热线编织的节点来构建的.
- 通过数值模拟和实验测试验证了层次化的,编织结结构的性能.
主要成果:
- 独特的层次结构,编织结的结构表明放大了线性冲动,力率和损伤耐受性.
- 一个正方形结的人工肌肉在水下3000米深处以1Hz的频率实现了可靠的启动周期.
- 一艘模型船成功推进,展示了潜在的应用.
结论:
- 开发出的结节人工肌肉表现出增强的性能特征,克服了现有的人工肌肉的局限性.
- 这些人造肌肉对先进的生物医学设备和软机器人充满希望,能够在多样化和具有挑战性的环境中运行,包括深海.


