最近，德國馬克斯·普朗克智能系統研究所、奧地利約翰內斯開普勒大學和美國科羅拉多大學博爾德分校的聯合團隊以軟體機器人的可持續性為重點, 合作設計了一種基于明膠、油和生物塑料的完全可生物降解的高性能人造肌肉，這可能會徹底改變醫學和生物工程領域的發展。

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這種新型的人造肌肉由一種高彈性材料制成，可以通過電刺激收縮和放松，就像人體自然肌肉一樣。同時，由于材料的可生物降解性，這種肌肉可以在人體內安全地分解，減少了潛在的醫療風險和副作用。

這項創新的研究可能會對醫療行業的多個領域產生深遠影響。例如，這種人造肌肉可以被用來制作可植入人體的可降解心臟起搏器，這將為患有心臟疾病的患者提供更加安全和可靠的治療選擇。此外，這種人造肌肉還可以被應用于其他領域，例如智能假肢、生物機器人和神經修復等。

該研究團隊表示，他們已經在實驗室中成功地制造了這種可生物降解的人造肌肉，并且正在進一步測試其在動物模型中的效果。他們希望這種技術能夠很快被應用于臨床實踐，并帶來更多的生物醫學進步。

研究團隊展示了這種可生物降解技術的潛力，在使用壽命到期時，這些人造肌肉可被丟棄在市政堆肥箱中，6個月之內就會完全生物降解。

研究人員表示，加速發展的軟體機器人領域迫切需要可持續材料，特別是對于一次性應用，例如醫療手術、搜救任務和危險物質處理等。未來的機器人不會在產品壽命結束時堆積在垃圾填埋場，而是成為植物生長的堆肥。

研究團隊此次建造了一種名為HASEL的電動人造肌肉。HASEL像是充滿油的塑料袋，部分被一對電極覆蓋，通過在電極上施加高電壓讓其收縮，就像真正的肌肉一樣。HASEL變形的關鍵要求是構成塑料袋和油的材料都是電絕緣體，可承受帶電電極產生的高電應力。

研究表明，由一種特定材料組合制成的HASEL甚至能夠在數千伏電壓下承受10萬次驅動循環，而不會出現電氣故障或性能損失的跡象。

團隊稱，這種新材料系統出色性能的展示，意味著可生物降解材料將被視為構建機器人的可行選擇，更有望激勵其他材料科學家創造具有優化電氣性能的新材料。該研究是朝著軟體機器人技術范式轉變邁出的重要一步。隨著綠色技術的日益普及，使用可生物降解材料建造人造肌肉將為未來機器人技術鋪平道路。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf5551

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