戏剧性的结果 折纸启发的人造肌肉胜过人的肌肉

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特制的机器人通过马达和液压泵的呼吸填充，接下来所展现的一些非常令人印象深刻的功能，包括后翻。但是，所有的生命都用肌肉来表现出强有力的动作。肌肉让人难以置信的精确控制运动，同时具有暴力。因此，人造肌肉的制造工作研究项目不断涌现。

但哈佛大学和麻省理工学院的研究人员在他们的新论文表明，其中一部分来列出所有这些研发的方法有点过于简单：能源效率低于2％，极高的电压要求，或收缩动作极慢。所以他们决定专注于不同的方法：利用压力驱动的人造肌肉。他们设计了一个系统，将这种压力与折纸灵感的骨骼混合在一起甚至通过一些措施来超越肌肉表现力。

他们的肌肉的基本设计是非常简单的。肌肉集中在一个刚性但可折叠的“骨架”上，可以用塑料和金属制成。这确保了当肌肉扩张和收缩时，它以指示力的特定模式折叠或展开。骨架周围是密封的柔性材料，通常是某种聚合物片材料，可以考虑将骨架嵌入塑料袋中。这可以使用液体或气体填充。

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当填充物被抽出时，肌肉收缩，导致骨骼向上折叠。重新泵入，肌肉再次膨胀。该系统很直接的用来驱动肌肉。在水中使用它用水填满。在一般环境里使用它可使用空气。事实上研究人员设法在原材料上创造了非常高性价的肌肉，但不包括推动填充物进出的泵。

他们表明可以使用各种技术来展现其能力，如成型3D打印，甚至手工折叠来生成骨骼元素。唯一真正的挑战就是用一种抽出空气的方式把它们封在一个袋子里。但在这里研究人员表示，可以使用“热压，上胶，焊接，拉链和缝纫”来密封。通过给负压供电（意味着吸出空气），他们避免了高压液压系统的一些风险，例如导致这些密封件破裂。

该团队还生成了一个建模软件，可以预测肌肉设计产生的力量和收缩的准确率在10％左右，让他们在尝试构建它们之前测试各种设计。他们的设计从简单的锯齿形结构，产生线性收缩到基于折纸水弹设计的收缩球体，在收缩时体积改变了90％以上。

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结果相当令人惊奇不已。重量仅为2.6克（不包括真空泵）的低于1美元的肌肉能够提升3kg的重量。其他肌肉能够产生我们自己的骨骼肌纤维的约6倍的持续应力和峰值功率密度。

如果使用大型外部真空源，肌肉的表现也相对有效，对于简单的负载测试，效率可达到接近60％。然而将微型泵放置在肌肉本身中会使效率下降，降低到5％以下，这与现有系统相似。

这似乎不是一个主要的缺陷，但是因为许多现有的机器人设计都有外部系绳提供电力和控制数据。所以我们认为这个研究小组现在应该用这些东西来建造一个机器人。