软体机器人拥有液体“肌肉”后，说不定可以和你扳手腕

在过去的几十年里，拟人机器人的发展迅猛，外观方面已经与人类十分相似。在动作上，它们仍显得生硬、机械，无法像人类一样实现行云流水般的动作。这一缺陷一直困扰着机器人技术的发展。如今，一个名为软机器人（soft robotics）的新兴领域正在为解决这一问题而努力。

如何赋予机器人更“自然”的动作呢？一种全新的机器人“肌肉”——hasel致动器的出现为我们指明了方向。hasel致动器是一种液压放大自愈式静电致动器，是一种内含油液、外面裹着多个电极的小袋子。当这些电极被电流激发时，它们会释放电场，驱动致动器进行收缩和放松。这种致动器的出现引起了广泛关注，并在最近的《科学》和《科学-机器人》学刊中发表了两篇论文。

hasel致动器在力量和效率方面与人类肌肉非常接近，甚至可以在一秒钟之内实现多次收缩。这使得使用这种“肌肉”驱动的义肢在动作上更加贴近自然肢体。想象一下，有一天，我们将能够使用这种肌肉来驱动柔软且力量强大的机器人，它们将能够执行复杂的任务，而不会在工作时意外戳伤同事。这将为我们带来更加安全、高效的工作环境。

那么，hasel致动器是如何工作的呢？科罗拉多大学波尔得分校的机械工程师NicholasKellaris解释道：“我们仅仅是使用静电力来驱动液体，通过将电极吸在一起，将液体泵送到袋子的其他部分。”作为在《科学-机器人》上发表的论文的主要作者，Kellaris进一步指出，hasel致动器可以自我收缩，并通过袋子的变形产生压力和动作。

这一技术的出现为机器人技术的发展开辟了新的道路。未来，我们可以期待更加柔软、灵活的机器人出现在我们的生活中，它们将能够更好地与人类互动、协作，共同创造更美好的未来。在这个世界上，存在着多种利用压缩空气或液体来实现运动的软致动器，但它们都需要一个外置容器来盛放气体或液体，并通过长长的管子与致动器相连。hasel致动器却能够直接使用内置的油，无需额外的容器和管道。这意味着它的反应速度更快，超越了其他的软致动器。

想象一下，一种能够轻松拿起一枚覆盆子的新型致动器，它的名字叫做“hasel”。为了研究这种技术，研究人员们创造了一个圆形的hasel致动器，当发动时，它就像一个神奇的甜甜圈。科罗拉多大学波尔得分校的机械工程师Eric Acome说：“当我们在致动器的一段释放电场时，它会将液体推出所谓的‘非活动区域’，结果就像是一个圆圈中间的油被推到了边缘，形成了一个独特的甜甜圈形状。”

研究人员们进一步利用这种技术，制造了一种可以抬起重物的机器人“肌肉”。这种长方形的致动器由三组水平排列的袋子组成，每个袋子在上半部分都装有电极。当电流通过时，油会被挤压到下半部分，使得下半部分向上卷起。想象一下，这就像是在家里用一个密封的塑料袋进行实验：只要往里面稍微吹口气，然后密封放平，当你下压一半时，另一半就会自然地卷向你。通过这种方式，研究人员们可以通过增加致动器的数量，轻松提高机器人的“肌肉”力量。

这些新型的hasel致动器不仅为我们带来了科技的新突破，也为我们的生活带来了更多的可能性。从轻松的拿起一枚覆盆子，到有力的抬起重物，这些致动器的应用前景无比广阔。随着技术的不断进步，我们期待看到更多的创新应用，为我们的生活带来更多的便利和乐趣。图 | 长方形hasel致动器：举重若轻的力量之源

想象一下，一种致动器，能够轻松举起重物，而本身却拥有十分精准的控制力。hasel致动器就是这样一种神奇的存在，它以其强大的力量而令人瞩目。如此强大的致动器是否真的没有弱点呢？

实际上，hasel致动器的最大挑战在于驱动它的电力。电力，作为一种强大的力量，当它作用于软机器人所使用的精密材料时，显得尤为关键。目前，已经存在一种与hasel工作原理相似的致动器，通过电极压缩橡胶来实现动作。这种致动器存在一个显著的缺点，那就是容易短路。当电力过大，产生能够穿透橡胶的电弧时，整个系统都会遭受致命的打击。

那么，hasel致动器又是如何突破这一难题的呢？答案就在于它的独特设计——使用油作为绝缘体。“电力会通过中间的液体进行传输，但这些液体会立即重新分布，再次成为绝缘体，确保设备可以继续工作”，科罗拉多大学波尔得分校的Tim Morrissey解释道。简而言之，袋子中的油就像是一个盾牌，保护着hasel致动器，使其不会像其他橡胶材料一样容易被击穿。

hasel致动器的另一个亮点在于其简洁的设计。传统的致动器通常是一个复杂的电机加上一个复杂的齿轮箱，而hasel则简化了一切。它只是一个充满油的袋子和一些电极，这就足以实现强大的功能和精准的控制。这种简单的设计不仅使得hasel致动器更加高效，也为其在未来的应用和发展中提供了更多的可能性。软机器人的脆弱性相较于传统机器人而言更为突出，设计师们必须面对机体被刺穿导致动力损失的风险。如何赋予软机器人自愈能力成为了领域内亟待解决的重大挑战。令人欣慰的是，hasel团队已经在这一领域取得了初步的成果，他们正在努力将这种神奇的自愈能力融入Hasel致动器中。

随着软机器人在可靠性、安全性和实用性方面的不断提升，它们将逐渐融入我们的社会与日常生活。由于软机器人能够与人类和谐共处，它们并不会取代人类的工作，而是成为我们的合作伙伴，无论是在工作场所还是在日常生活中。想象一下，这些灵活而智能的伙伴，将在未来的日子里陪伴我们，共同面对生活的挑战。它们的发展潜力令人充满期待。