摆脱刚性结构！德蒙福特大学3D打印压电材料，打造能感知、发电的柔性人造肌肉

英国莱斯特的德蒙福特大学有位研究人员，名字叫梅萨姆·阿卜迪。他拿到了一笔奖学金，来自英国皇家工程院和利华休姆信托，是2026/27年度的。整个英国只有八位工程师拿到这个奖，他是其中之一。这笔钱最长能支持一年，研究的是能让机器人像生物体那样移动、感知和响应的材料与结构，具体来说，是用3D打印给软体机器人造人造肌肉。

阿卜迪说，如果希望机器人能在医院这种地方跟人安全互动，就得摆脱完全刚性的结构，想一想怎么让机器人拥有生命系统里的一些属性。

他计划用增材制造来设计结构，让这些结构的性能由几何形状决定，而不是去复刻人类肌肉的物理构造。

那具体怎么做呢？

压电材料、导电材料、结构材料以及架构的不同组合，会先通过计算机辅助工程建模，再3D打印出来，在实验室测试对电刺激的响应。长期来看，是想做出能产生运动、能感知环境，还能从机械运动或振动里收集少量电能的人造肌肉。

阿卜迪说，生物系统令人惊叹的地方，就是能把运动、感知和对外部刺激的响应结合起来。现在要问的是，能不能设计制造出一种人工结构，把其中一部分功能再现出来。

他还说，我们并不是要复制自然界已有的东西。通过改变这些结构的材料和几何形状，希望看看能不能做出自然界里还没有的特性。

这个项目的重点放在压电材料上，这种材料可以把机械变形转成电能，反过来加电场也会变形。德蒙福特大学说，现在高性能的压电材料大多又硬又脆，而且一些用得最广的材料里含铅，这让开发柔软、灵活又更可持续的人造肌肉变得更麻烦。

阿卜迪的办法，是把材料成分和专门设计的3D打印多孔结构结合起来，在保持柔软和柔韧的同时，达到想要的性能。

阿卜迪也承认，这是一个雄心勃勃的项目。

关于软体机器人已经有很多研究，但要做出能初步复制活体肌肉多种功能的东西，仍然是个大挑战。

他在奖学金期间的目标，就是做出一个原型，展示这种技术的可能性，也为将来的研究打个基础。