盖世汽车讯 据外媒报道，韩国的研究团队成功开发出可在水下自由活动的光驱动人工肌肉，为下一代软体机器人技术开辟新路径。

图片来源：《Small》

由韩国化学技术研究院（KRICT）的Hyun Kim博士、釜山大学（Pusan National University）的Habeom Lee教授及得克萨斯农工大学（Texas A&M University）的Taylor H. Ware教授组成的研究团队，成功研制出了基于偶氮苯功能化半晶体液晶弹性体（AC-LCEs）的人工肌肉，这种肌肉能对光做出反应。相关成果已发表于期刊《Small》。

传统的软体机器人致动器由电、热或加压空气和液体（气动和液压系统）驱动，由于电池、电机、电线或泵等复杂部件暴露在水中，在水下环境中运行往往具有挑战性。

尽管光热材料曾被提出，但由于同时存在冷却效应，在水下实现形状变化仍然具有挑战性，从而限制了光热材料的有效使用。现有的光化学致动器也主要用于简单的弯曲运动，因为分子级的结构变化只发生在材料表面附近。

为突破这些限制，该研究团队设计出具有更高硬度与可控结构的AC-LCEs材料。通过将偶氮苯分子嵌入特殊设计的液晶弹性体，研究人员创造出可在紫外光或可见光照射下分别收缩或膨胀的新型材料。

与大多数热驱动系统（光热或电热）不同，这些材料即使在光源关闭后仍能暂时保持形变状态，从而实现类似门闩的锁定机制，可对运动进行顺序和空间控制。

研究团队将AC-LCEs材料加工成线性与环形弹簧结构，并集成至水下机器人原型中。测试显示，这些致动器的致动应变比以往偶氮苯基致动器高出3倍以上，做功能力更是哺乳动物肌肉的2倍。此外，通过调控螺旋弹簧的手性（同手性与异手性），还可以可逆地设计致动方向。

利用这些人工肌肉，该研究团队展示了完全不受约束的水下软体机器人：无需电池、电线或水泵，即可实现物体抓取/释放或在管道中爬行。这些系统在超过100次光循环测试中均保持稳定性能。

该团队的目标是通过对材料可扩展性和系统集成的进一步研究，在2030年前将这项技术商业化。研究人员认为，这项创新代表着在开发适用于各种环境的无缆智能驱动系统方面迈出了重要一步。