在機器人技術領域，麻省理工學院（MIT）的工程師們取得了令人矚目的突破。他們研發(fā)的新型肌肉-肌腱系統(tǒng)，為生物混合機器人帶來了速度與力量的雙重飛躍，讓這一領域邁向了新的發(fā)展階段。

生物混合機器人，作為融合了活體肌肉組織與人造部件的創(chuàng)新產(chǎn)物，此前一直受限于生物組件的力量輸出能力。然而，MIT的這項研究成果徹底改變了這一局面。該團隊開發(fā)出的新型肌肉-肌腱系統(tǒng)，通過更高效的連接方式，讓肌肉與骨架緊密協(xié)作，從而大幅提升了機器人的性能。實驗數(shù)據(jù)顯示，搭載了這種肌腱的抓取器，其速度比僅靠肌肉驅動的版本快了三倍，力量更是增強了30倍。

這一突破性的成果，得益于MIT研究團隊在材料與設計上的創(chuàng)新。由機械工程助理教授里圖·拉曼領銜的團隊，開發(fā)出了一種模塊化設計，利用堅韌柔韌的水凝膠制成人工肌腱，作為肌肉驅動器與機器人骨架之間的可互換連接器。拉曼表示，這種設計使得該系統(tǒng)能夠更便捷地應用于多種機器人場景，為生物混合機器人的多樣化發(fā)展提供了可能。

水凝膠肌腱的研發(fā)，是這項成果的關鍵所在。這種材料由合作研究者趙宣和實驗室精心研制，以其堅韌、高彈性以及能夠緊密貼合生物組織與合成材料的特性而著稱。團隊通過將肌肉、肌腱和抓取器骨架模擬為三個彈簧，精確計算出了每根肌腱的理想剛度，從而設計出了具有所需強度與柔韌性的水凝膠纜繩。在制造過程中，肌腱被固定于實驗室培養(yǎng)的肌肉條兩側，再纏繞于機械抓手指柱上，形成了一個高效的力量傳遞系統(tǒng)。

當肌肉受到刺激收縮時，水凝膠肌腱展現(xiàn)出了遠超單獨肌肉組織的力量傳遞效率。這使得機械抓手能夠以超高效率完成“捏合”動作，且在重復超過7,000次后仍無損耗。整體而言，人工肌腱將系統(tǒng)的功率重量比提升了11倍，意味著用更少的肌肉就能實現(xiàn)更大的輸出。拉曼指出，只需一小塊智能連接骨架的驅動肌，就能讓機器人發(fā)揮出驚人的力量。

這些肌腱在肌肉與剛性部件之間架起了一座生物力學橋梁，既足夠柔軟以適應肌肉的收縮，又足夠堅固以聯(lián)動機械部件，成功解決了以往設計中肌肉撕裂與脫離的難題。未參與該研究的蘇黎世聯(lián)邦理工學院生物醫(yī)學工程師西蒙娜·舒爾勒-芬克對此評價道，這種方法顯著提升了力量傳遞效率、耐久性與模塊化程度，為生物混合機器人的發(fā)展開辟了新的道路。

目前，拉曼團隊正致力于開發(fā)包括類皮膚防護外殼在內的更多組件，以推動生物混合機器人向實際應用邁進。這一研究成果已發(fā)表于《先進科學》期刊，引起了科學界的廣泛關注。對于對這一領域感興趣的朋友們來說，這無疑是一個值得關注的進展。