科学家开发了一种仿生人造肌肉可实现自我修复

美国内布拉斯加大学林肯分校的团队开发了一种三层结构的仿生人造肌肉：

• 底层：柔软的电子皮肤，嵌入液态金属微滴，用于实时检测损伤并定位破裂位置 。
• 中间层：热塑性弹性体材料，通过加热熔化实现自我修复，封闭裂缝。
• 驱动层：通过水压变化控制肌肉的收缩与扩张，模拟自然肌肉运动。

其核心创新在于内置的电流网络系统，可自动触发修复机制：当检测到损伤时，电流中断信号会启动局部加热，使中间层材料熔化并重新结合，完成修复。此外，团队还设计了基于电迁移原理的电流网络重置功能，支持同一区域多次修复。

性能优势

• 自我修复能力：修复过程无需人工干预，可在穿刺或极端压力损伤后快速恢复功能。
• 多场景适应性：适用于农业机器人（如抵抗田间树枝损伤）、可穿戴健康监测设备（如柔性传感器）及消费电子领域 。
• 耐久性：实验显示，修复后的肌肉性能无明显衰减，显著延长了使用寿命。

与其他技术的对比

• 可生物降解肌肉：德国马克斯·普朗克研究所等开发的明胶基人造肌肉虽环保，但缺乏自我修复功能。
• 多向驱动肌肉：麻省理工的STAMP技术虽能模拟复杂运动，但依赖外部刺激且无法修复损伤。
• 磁性复合肌肉：韩澳团队的软磁性肌肉虽负载能力超强（3690倍自重），但需外部磁场控制且材料不可自愈。

应用前景

• 农业机器人：在野外作业中抵抗物理损伤，降低维护成本。
• 医疗领域：作为可植入设备的驱动组件（如心脏起搏器），或用于神经修复。
• 可穿戴设备：结合柔性电子皮肤，开发自适应压力传感的智能服装。

挑战与未来方向

• 能量效率：当前修复机制依赖电能供应，需优化低功耗设计。
• 规模化生产：多层结构的精密制造工艺尚待简化。
• 生物相容性：若用于医疗植入，需进一步验证长期安全性。

这项技术于2025年6月2日由IEEE国际机器人与自动化会议正式发布，标志着软体机器人向“类生命体”耐损性迈进的关键一步。