像好萊塢大片《超能陸戰(zhàn)隊》中的機(jī)器人“大白”一樣，“柔性”機(jī)器人（Softrobots）有許多優(yōu)點。但柔性機(jī)器人往往存在一個問題——他們太慢了！

　　控制驅(qū)使“柔性”機(jī)器人進(jìn)行各種預(yù)定動作的人造肌肉叫做執(zhí)行器?，F(xiàn)有的執(zhí)行器通常由液壓或氣壓傳動，有響應(yīng)慢、能量儲存難等缺點。

　　介電彈性體作為絕緣性能良好的柔性材料可以代替氣壓執(zhí)行器。然而，現(xiàn)有的介電彈性體需要復(fù)雜和低效的電路為其提供高電壓，以及剛性部件來維持其形態(tài)——這兩點都與柔性機(jī)器人的初衷背道而馳。

　　現(xiàn)在，哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（Harvard JohnA.Paulson School of Engineering and Applied Sciences，SEAS）的科研人員開發(fā)出了一種新型介電彈性體，并在《高等材料》（Advanced Materials）上發(fā)表了他們的科研成果。

　　這種新型材料只需要很低的電壓支持，而且不需要剛性部件，就可以實現(xiàn)大范圍的運動。

　　“我們認(rèn)為這種材料有潛力成為制造柔性機(jī)器人的理想材料，”SEAS的研究生、同時也是論文的第一作者的米舒·杜圖塔（MishuDuduta）如是說，“電力易于儲存和傳遞，但此前的問題是，驅(qū)動柔性機(jī)器人執(zhí)行器所需的電場太強(qiáng)。我們的研究通過降低驅(qū)動電壓、提高能量密度，并去除剛性部件，成功解決了柔性執(zhí)行器領(lǐng)域的許多問題?！?/p>

　　圖中為使用柔軟、可延展的彈性體和碳納米管電極夾層結(jié)構(gòu)制造的人造肌肉。此類執(zhí)行器可應(yīng)用于制造可穿戴設(shè)備、柔性夾具、外科手術(shù)工具、柔性機(jī)器人以及其他機(jī)器人的柔性部件。圖片版權(quán)：PeterAllen/HarvardSEAS

　　杜圖塔的論文共同作者還包括哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授羅伯特·伍德（RobertWood）以及材料學(xué)教授大衛(wèi)·克拉克（DavidClarke）。在研發(fā)該新型介電彈性體的過程中，杜圖塔所在的團(tuán)隊結(jié)合了兩種單獨使用時都表現(xiàn)良好的現(xiàn)有的材料。其中一種是基于加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）研發(fā)的成果開發(fā)的無需剛性結(jié)構(gòu)的彈性體，另一種是克拉克實驗室開發(fā)的碳納米管電極。這兩種材料的特性互補(bǔ)，進(jìn)而使新材料的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的介電彈性體執(zhí)行器。