可生物降解人造肌肉问世，机器人或将比人类更懂“环保”

最近，德国马克斯·普朗克智能系统研究所、奥地利约翰内斯开普勒大学和美国科罗拉多大学博尔德分校的联合团队以软体机器人的可持续性为重点, 合作设计了一种基于明胶、油和生物塑料的完全可生物降解的高性能人造肌肉，这可能会彻底改变医学和生物工程领域的发展。

这种新型的人造肌肉由一种高弹性材料制成，可以通过电刺激收缩和放松，就像人体自然肌肉一样。同时，由于材料的可生物降解性，这种肌肉可以在人体内安全地分解，减少了潜在的医疗风险和副作用。

这项创新的研究可能会对医疗行业的多个领域产生深远影响。例如，这种人造肌肉可以被用来制作可植入人体的可降解心脏起搏器，这将为患有心脏疾病的患者提供更加安全和可靠的治疗选择。此外，这种人造肌肉还可以被应用于其他领域，例如智能假肢、生物机器人和神经修复等。

该研究团队表示，他们已经在实验室中成功地制造了这种可生物降解的人造肌肉，并且正在进一步测试其在动物模型中的效果。他们希望这种技术能够很快被应用于临床实践，并带来更多的生物医学进步。

研究团队展示了这种可生物降解技术的潜力，在使用寿命到期时，这些人造肌肉可被丢弃在市政堆肥箱中，6个月之内就会完全生物降解。

研究人员表示，加速发展的软体机器人领域迫切需要可持续材料，特别是对于一次性应用，例如医疗手术、搜救任务和危险物质处理等。未来的机器人不会在产品寿命结束时堆积在垃圾填埋场，而是成为植物生长的堆肥。

研究团队此次建造了一种名为HASEL的电动人造肌肉。HASEL像是充满油的塑料袋，部分被一对电极覆盖，通过在电极上施加高电压让其收缩，就像真正的肌肉一样。HASEL变形的关键要求是构成塑料袋和油的材料都是电绝缘体，可承受带电电极产生的高电应力。

研究表明，由一种特定材料组合制成的HASEL甚至能够在数千伏电压下承受10万次驱动循环，而不会出现电气故障或性能损失的迹象。

团队称，这种新材料系统出色性能的展示，意味着可生物降解材料将被视为构建机器人的可行选择，更有望激励其他材料科学家创造具有优化电气性能的新材料。该研究是朝着软体机器人技术范式转变迈出的重要一步。随着绿色技术的日益普及，使用可生物降解材料建造人造肌肉将为未来机器人技术铺平道路。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf5551

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