近日，哈爾濱工業(yè)大學機器人技術(shù)與系統(tǒng)全國重點實驗室劉英想教授團隊在《智能機器人》(SmartBot)創(chuàng)刊號上發(fā)表綜述論文。論文以《卷繞型人工肌肉及其應用的最新進展》(Recent Advances in Twisted and Coiled Artificial Muscles and Their Applications)為題，全面梳理了卷繞型人工肌肉的材料選擇、驅(qū)動策略和結(jié)構(gòu)形式，為拓展其在機器人領(lǐng)域的應用開辟新的思路。
隨著新材料、新工藝的蓬勃發(fā)展，軟體機器人逐漸成為機器人領(lǐng)域的重要研究方向之一。傳統(tǒng)驅(qū)動器剛性較強，難以滿足軟體機器人在復雜環(huán)境和人機協(xié)作場景中的需求，因此，具備高適應性和高安全性的柔性驅(qū)動器受到廣泛關(guān)注。其中，卷繞型人工肌肉憑借高能量密度、低驅(qū)動電壓、大變形能力、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)越特性，在軟體機器人領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應用潛力。
該論文系統(tǒng)回顧了卷繞型人工肌肉的最新研究進展及其在機器人領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀，同時圍繞材料性能優(yōu)化、控制精度提升和應用場景拓展等方面，對該領(lǐng)域的未來研究方向進行了分析和展望。論文首先綜述了用于制備卷繞型人工肌肉的主要材料，探討了無機纖維、有機纖維、復合纖維和天然纖維等幾類材料的性能特點；深入探討了卷繞型人工肌肉的多種驅(qū)動策略，包括熱驅(qū)動、電
化學驅(qū)動、溶劑驅(qū)動和其他非接觸式驅(qū)動方法，對比了不同驅(qū)動策略在致動機理和響應速度等方面的優(yōu)劣勢；歸納了卷繞型人工肌肉的基本結(jié)構(gòu)形式，包括單一結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)和編織結(jié)構(gòu)，分析了不同結(jié)構(gòu)形式對其變形量及輸出力等特性的影響；最后介紹了卷繞型人工肌肉在柔性操控裝置、移動機器人、智能織物和柔性
傳感器等機器人領(lǐng)域的典型應用。
哈工大為論文唯一完成單位與通訊單位。機電工程學院博士研究生孫晉和張仕靜副研究員為論文共同第一作者，劉英想教授為論文通訊作者，鄧杰副教授、李京副研究員、博士研究生王德鴻和劉軍考教授為論文共同作者。
該項工作得到國家自然科學基金、國家資助博士后研究人員計劃等項目資助。
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