麻省理工学院（MIT）研发的新型肌肉-肌腱系统使生物混合机器人的速度提升三倍，输出力量增强30倍。
MIT工程师将生物混合机器人技术推向新纪元：通过实验室培养的肌肉，不仅能让机器人部件活动，还能赋予其强大动力。这项突破性研究重新构想了活体组织驱动机械的方式，MIT团队开发出由坚韧柔韧的水凝胶制成的人工肌腱。这些橡皮筋般的连接器大幅提升了肌肉驱动机器人的速度、力量和耐久性。
生物混合机器人由活体肌肉组织与人造部件构成，长期受限于生物组件的力量输出能力。但MIT的新型肌肉-肌腱系统通过更高效连接肌肉与骨架，改变了这一局面。数据说明了一切：搭载肌腱的抓取器比仅靠肌肉驱动的版本速度快三倍，力量强30倍。
肌腱技术革新
由MIT机械工程助理教授里图·拉曼领导的研究团队开发出模块化设计，通过水凝胶肌腱将实验室培养的肌肉与机器人骨架连接。拉曼表示：“我们引入人工肌腱作为肌肉驱动器与机器人骨架间的可互换连接器，这种模块化设计能更便捷地应用于多种机器人场景。”
肌腱采用合作研究者赵宣和实验室研发的水凝胶制成，该材料以坚韧、高弹性、能紧密贴合生物组织与合成材料而著称。团队通过将肌肉、肌腱和抓取器骨架模拟为三个弹簧，计算出每根肌腱的理想刚度，从而精确设计水凝胶缆绳所需的强度与柔韧性。肌腱制造完成后，被固定于实验室培养的肌肉条两侧，再缠绕于MIT教授马丁·卡尔佩珀设计的机械抓手指柱上。
小块肌肉，巨大力量
当肌肉受刺激收缩时，水凝胶肌腱传递力量的效率远超单独肌肉组织。这使得机械抓手能以超高效率完成“捏合”动作，重复超过7,000次仍无损耗。整体而言，人工肌腱将系统的功率重量比提升11倍，意味着用更少肌肉实现更大输出。拉曼指出：“只需一小块智能连接骨架的驱动肌即可。”
这些肌腱在肌肉与刚性部件间架起生物力学桥梁，既足够柔软适应肌肉，又足够坚固联动机械，解决了以往设计中肌肉撕裂与脱离的难题。未参与该研究的苏黎世联邦理工学院生物医学工程师西蒙娜·舒尔勒-芬克评价：“该方法显著提升了力量传递效率、耐久性与模块化程度。”拉曼团队目前正开发包括类皮肤防护外壳在内的更多组件，推动生物混合机器人迈向实际应用。
该研究发表于《先进科学》期刊。
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