來自韓國蔚山科技大學（UNIST）的新研究可能會推動柔性機器人領域的進步。該團隊成功地創造了一種新型人工肌肉，能夠改變其機械狀態。這種肌肉的特點在於，它可以從柔軟而靈活的狀態轉變為堅硬且強壯的狀態，彷彿橡膠變成鋼鐵一樣。當承受重物時，它會變得堅硬，而在收縮時則會變得柔軟。這項技術的突破使得人工肌肉在承受負載的同時，依然能保持靈活性，這在過去的技術中是無法實現的。
人工肌肉材料受到廣泛關注，因為這項技術使機器人和可穿戴設備能夠進行類似人類的互動和靈活操作。然而，柔性人工肌肉的廣泛應用受到限制，主要是因為靈活性與產生力量之間的取捨。傳統的人工肌肉通常在某一方面表現出色，但在另一方面卻顯得不足。例如，柔性肌肉通常無法承受重物，而強壯的肌肉則缺乏進行柔軟、自適應任務所需的靈活性。這限制了它們在現實世界中的多功能性。
Hoon Eui 教授的團隊打破了這一障礙，成功研發出一種僅重 1.25 克的新型複合肌肉。這種新型複合肌肉經過精心設計，能在承受重物的同時變得堅硬，從而保持結構完整性，而在收縮時則可以變得柔軟以實現靈活性。這種肌肉的核心創新在於一種雙交聯聚合物網絡，該網絡利用共價化學鍵提供結構強度，並通過熱刺激形成和打破的物理相互作用來實現卓越的靈活性。此外，材料中嵌入了表面處理的磁性微粒，使得外部磁場能夠精確控制其運動，這一能力在使用磁性驅動器提升物體的實驗中得到了展示。
這種增強的人工肌肉能夠承受高達 5 公斤的重量，約為其自身重量的 4,000 倍。在柔軟狀態下，肌肉的延展性可達到原始長度的 12 倍。Jeong 教授表示：「這項研究克服了傳統人工肌肉的基本局限性，傳統肌肉要麼是高度可伸展但力量不足，要麼是強大但僵硬。我們的複合材料能同時具備這兩者的特性，為更靈活的柔性機器人、可穿戴設備和直觀的人機界面開啟了新的可能性。」此外，該肌肉在強度與重量比例以及靈活性方面都表現優異，其收縮時的應變達到 86.4%，這一數字超過了人類肌肉的大約兩倍。其工作密度達到 1,150 kJ/m³，這一產出是人類組織的 30 倍。
這一發展可能在需要類似人類互動的應用中發揮重要作用，例如先進的義肢、高度靈活的柔性機器人能夠在複雜環境中導航，以及可穿戴設備能夠適應使用者的動作和需求。隨著人工肌肉領域的快速發展，MIT 研究人員最近創造了能夠實現複雜多方向運動的人工肌肉，這種人工肌肉的設計靈感來自眼睛的虹膜，能夠同時向內圓形收縮和向外擴展。該研究已發表在《先進功能材料》期刊上。
