具有生物降解性之機械用人工肌肉

 

刊登日期:2023/6/21
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德國馬克斯普朗克智慧系統研究所(Max Planck Institute Intelligent Systems)開發了一項使用結束廢棄後可自然降解之新型機械驅動器(Actuator)。
 
研發團隊曾在2018年發表人工肌肉相關的研發成果,是一項名為「Hydraulically Amplified Self-healing Electrostatic(HASEL)」的驅動器。這項技術能模仿人類肌肉的動作,如機械手臂可如同肱二頭肌般彎曲,或是以機械手前端的指甲或夾子握住東西。
 
HASEL驅動器的主要構造是在柔軟的小塑膠袋中封入供變壓器等使用的絕緣性機油,小塑膠袋的一部分則包覆一層薄薄的導電體。將電流導入至小塑膠袋上的導電體,小塑膠袋的一部分會收縮,封在內部的油因收縮從一端擠到另一邊,小塑膠袋的形狀於是改變。透過這個形變的力量,便能驅動機械手腳等機械零件。
 
本次研究的特色是相關研發中前所未有的「生物降解性」,意即採用永續性材料的機構件並具備生物降解性的「軟性機械驅動器」。研發團隊在初期尋找並嘗試了各種材料替代品,最終小塑膠袋採用的是一般購物袋也會使用的「生物降解性聚酯混合物」,其他如薄膜、機油、以明膠為基材的電極等也都成功找到適用的生物降解性材料。
 
新設計的HASEL驅動器與既有製品(非生物降解)相比,主要的性能指標不相上下,適用於同等範圍之用途。使用壽命上則根據條件可承受10萬次循環以上的動作。研發人員表示,HASEL驅動器可望應用在食品、醫療等領域,今後或將可望如同電影鋼鐵人中的「動力裝甲」驅動機械,協助肢體麻痹者行走。

資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/230522_artificial-muscles.html
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