哈工大刘英想教授团队综述文章拓展卷绕型人工肌肉在机器人领域应用新思路

　　近日，哈尔滨工业大学机器人技术与系统全国重点实验室刘英想教授团队在《智能机器人》(SmartBot)创刊号上发表综述论文。论文以《卷绕型人工肌肉及其应用的最新进展》(Recent Advances in Twisted and Coiled Artificial Muscles and Their Applications)为题，全面梳理了卷绕型人工肌肉的材料选择、驱动策略和结构形式，为拓展其在机器人领域的应用开辟新的思路。
 

　　随着新材料、新工艺的蓬勃发展，软体机器人逐渐成为机器人领域的重要研究方向之一。传统驱动器刚性较强，难以满足软体机器人在复杂环境和人机协作场景中的需求，因此，具备高适应性和高安全性的柔性驱动器受到广泛关注。其中，卷绕型人工肌肉凭借高能量密度、低驱动电压、大变形能力、结构简单等优越特性，在软体机器人领域展现出巨大应用潜力。
 

　　该论文系统回顾了卷绕型人工肌肉的最新研究进展及其在机器人领域的应用现状，同时围绕材料性能优化、控制精度提升和应用场景拓展等方面，对该领域的未来研究方向进行了分析和展望。论文首先综述了用于制备卷绕型人工肌肉的主要材料，探讨了无机纤维、有机纤维、复合纤维和天然纤维等几类材料的性能特点；深入探讨了卷绕型人工肌肉的多种驱动策略，包括热驱动、电化学驱动、溶剂驱动和其他非接触式驱动方法，对比了不同驱动策略在致动机理和响应速度等方面的优劣势；归纳了卷绕型人工肌肉的基本结构形式，包括单一结构、并联结构和编织结构，分析了不同结构形式对其变形量及输出力等特性的影响；最后介绍了卷绕型人工肌肉在柔性操控装置、移动机器人、智能织物和柔性传感器等机器人领域的典型应用。
 

　　哈工大为论文唯一完成单位与通讯单位。机电工程学院博士研究生孙晋和张仕静副研究员为论文共同第一作者，刘英想教授为论文通讯作者，邓杰副教授、李京副研究员、博士研究生王德鸿和刘军考教授为论文共同作者。
 

　　该项工作得到国家自然科学基金、国家资助博士后研究人员计划等项目资助。