生物混合动力肌增强了肌肉驱动机器人的功率与重量比和模块性
Nicolas Castro1, Ronald Heisser1, Maheera Bawa1
1Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, 02472, USA.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|November 30, 2025
概括
研究人员为机器人开发了一种新的生物混合动力肌单元,提高了11X的功率与重量比. 这种设计模仿了自然的肌肉骨系统,以提高生物混合机器人的效率和模块化.
科学领域:
- 生物工程是生物工程.
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 传统的生物混合机器人直接在骨架上使用肌肉执行器,限制了设计灵活性.
- 原生肌肉骨系统利用肌来有效地传递肌肉和骨之间的力量.
研究的目的:
- 设计和验证一种由本地肌肉骨架构启发的生物混合肌单元.
- 通过改进的执行器设计,提高生物混合机器人的性能和效率.
主要方法:
- 开发了肌肉-肌-骨架接口的数学模型.
- 工程肌肉执行器与坚固的水凝肌相结合.
- 调整肌硬度,前紧张和骨硬度以优化性能.
- 在7000个循环中评估了疲劳特性.
主要成果:
- 在肌单位的功率与重量比率上取得了大约11倍的改善.
- 通过调整肌和骨架特性来证明最佳的执行器性能.
- 在广泛的循环中验证了生物混合动力执行器的耐用性.
结论:
- 开发的肌单元为生物混合机器人设计提供了强大而高效的方法.
- 这种仿生策略提高了生物混合机器人系统的模块化和效率.
- 这些发现为具有改进性能特征的先进生物混合机器人铺平了道路.
