一种可以作为人造肌肉用于微仿生机器人的新材料

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香港大学的一个机械工程师团队引入了一种革命性的驱动材料——氢氧化镍-氢氧化物。

这种材料可以使用可见光、电和其他刺激，如热和湿度，而不需要任何额外的制造程序。新材料会瞬间对刺激作出反应，并通过变形产生一个力，相当于它自身重量的3000倍。

在开发新的驱动材料时，工程师们进行了专门用于机器人的研究，特别是对于电机驱动的机器人，然而马达使系统变得庞大而复杂。

最新的驱动材料可以用来开发微型和仿生机器人，人工肌肉和医疗设备，可以无线操作。这将显著减少机器人系统或设备操作的复杂性。

由于低强度可见光所引起的体积变化，因此可以用新材料进行驱动。工程师有意地将材料电镀在衬底的选定区域上，用作铰链致动器，通过在光的存在下弯曲或卷曲来提升物体。

与昂贵的光驱动材料相反，新的氢氧化镍-氢氧化物材料主要包含镍，这大大降低了材料成本。根据研究，一个典型的致动器成本低至每平方厘米HKD 4，并且易于制造。由于制造仅需要电沉积，所以制造的过程不到3小时，这使得我们能扩大制造该种材料。

香港大学工程师通过将其集成到由两个铰链致动器构成的“迷你臂”中展示了新材料的能力。在照明时，迷你臂能够很容易地提升物体重量的50倍。

在另一个演示中，研究人员制作了一种微型步行机器人，它只有前腿可以在光中弯曲和伸直，使其向光源移动。

研究人员还建议，利用这种材料的内在致动特性，可以通过扩大制造来开发与哺乳动物骨骼肌相当的人工肌肉。这也为进一步研究氢氧基氧-氢氧化物的光致动行为开辟了新的机遇，这是以前从未报道过的。

这项卓越的研究是由来自香港大学机械工程系的Alfonso Ngan教授带领研究人员进行的。他们的研究最近发表在《科学机器人》杂志上。