科学家们开发了一种轻量级流体发动机，为模仿肌肉的软机器人提供动力，以便用于辅助设备。这种新发动机的独特之处在于它能够在不需要外部电源的情况下产生可观的动力。
“由流体发动机驱动的软机器人，例如液压或气动机制，可以以刚性机器人无法做到的方式模仿肌肉行为，”这项研究的首席作者、北卡罗来纳州州立大学机械与航空工程副教授苏浩说。“这使得这样的机器人非常适合增强人们在上肢或下肢的移动能力。”
传统上，流体发动机与大型空气压缩机等外部电源直接连接，限制了它们的灵活性。之前无缆流体发动机无法产生显著的力量，这限制了它们的实际应用。
“我们的研究解决了这两个挑战，”苏解释道。“我们的流体发动机可以独立运行，无需外部电源，并能产生高达580牛顿的力量。”
新发动机的工作原理是将油循环进出软机器人内部的腔室，模拟肌肉的收缩和放松。一个电池供电的高扭矩电动机驱动流体发动机的泵，使其能够达到高压，从而使人工肌肉施加强大的力量。
在实验中，研究人员评估了新发动机的发力能力及其将电能转化为流体能的效率。
“我们发现，我们的无缆发动机能够产生前所未有的力量，同时保持轻量化，”这项研究的主要作者、北卡罗来纳州州立大学的博士后研究员安东尼奥·迪·拉洛说。“此外，我们的流体发动机与以前的便携式无缆发动机相比，表现出更高的最大效率。”
题为“无缆流体发动机用于高力量软穿戴机器人”的研究在期刊《先进智能系统》中公开获取。这项研究是一个合作项目，参与者包括北卡罗来纳州州立大学的前博士后研究员于双月、机械与航空工程副教授尹杰、桑迪亚国家实验室的乔纳森·斯莱塔姆，以及加州大学伯克利分校的格雷斯·顾。
该项目获得了国家科学基金会的资助，资助编号为2026622和1944655；获得了残疾、独立生活与康复研究国家研究所的资助，资助编号为90DPGE0011；以及亚马逊机器人公司的支持。
