·謎之材料類

剩下的就用各種各樣稀奇古怪的材料模仿肌肉組織的構(gòu)成，然后利用熱能、電能等等形式發(fā)力了。

例如德克薩斯大學的納米科技專家利用“紡線”的形式把納米纖維導管組成肌纖維，再在纖維導管中加入石蠟導熱，通過石蠟的熱脹冷縮促使肌肉運動。除了納米纖維之外，還有記憶合金絲、壓電陶瓷等等各種各樣稀奇古怪的材料。但這些材料大多只能保證伸縮性，卻不能保證效能和成本。

哪些機器人已經(jīng)長出肌肉了？

雖然關于人造肌肉的研究很多，但我們目前一般只能在兩個領域見到人造肌肉在機器人身上的應用。

一類是機械外骨骼。

氣動人造肌肉憑借材料輕便、柔軟舒適兩大優(yōu)勢成為了機械外骨骼中最受歡迎的動力裝置。

但問題是氣動人造肌肉的動力源并不便于攜帶和移動，也不能像電力驅(qū)動那樣通過充電來增強便攜性。這就導致氣動人造肌肉驅(qū)動的機械外骨骼提供的動力和使用場景總要有所局限，比如固定在某一地點使用，或者僅僅在手部、腿部等部位進行小規(guī)模應用。

但即使如此，氣動人造肌肉也已經(jīng)有很高的實用性了。比如可以在快遞小哥短距離搬運物體時進行支撐，或者作為手部、腿部康復設備使用。

另一類則是軟體機器人。

為了保證靈活性和伸縮性，人造肌肉應用的柔軟材料和軟體機器人不謀而合，甚至應該說正是因為有人造肌肉的研究進展，軟體機器人的出現(xiàn)和應用才能成為可能。

機器人的應用場景分為兩種，一種是結(jié)構(gòu)化場景，例如工業(yè)生產(chǎn)。我們已經(jīng)知道了機械手和車床之間的所有距離數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)精準控制。另一種則是非結(jié)構(gòu)化場景，比如復雜空間的勘探。我們所掌握的數(shù)據(jù)很少，無法進行精準控制，這時柔軟靈活的機器人在行動時就擁有更多優(yōu)勢。

不過目前軟體機器人如果單純靠人造肌肉驅(qū)動也會有很多問題，比如電極連通材料或溫度變化影響材料的控制精密度都有限，一個只會脹大縮小的機器人在實際應用時用處都不大。很多時候還是要依靠機械裝置和人造肌肉一齊驅(qū)動。

有肌肉的機器人……

可能離我們還很遠

其實我們很難在機器人身上看到人造肌肉應用的最關鍵原因，還是因為我們現(xiàn)在需要的是精密的機械控制。

機械手嚴密的按照每一個步驟進行工作、掃地機器人會為自己設定下嚴格的行進路線……換句話說，現(xiàn)在的機器人還是太不智能了，幾乎沒有容錯機制，自然也應用不上人造肌肉靈活彈性的優(yōu)點。即使今天深度學習有所發(fā)展，大多也是通過高頻高效的計算來給機器人輸出靈活而嚴密的指令。

不過有趣的是，當初容錯性較高的模糊控制理論之所以沒能很好的發(fā)展，一部分原因就是機械驅(qū)動和金屬材料在模糊控制下容易出現(xiàn)事故。

相信未來隨著模糊控制理論的發(fā)展，未來我們也許會允許一個小機器人在房間里四處亂轉(zhuǎn)來熟悉環(huán)境，人造肌肉就會派上用場。

當然，目前人造肌肉本身的造價、工作效率、控制能力尤其是工業(yè)化程度也比不上機械驅(qū)動。或許未來當人造肌肉逐漸走出實驗室，總有一天鋼鐵和塑料不再會是機器人的全部。

文 ｜ 腦極體