超薄仿生肌肉機器人 輕鬆穿越狹窄空間展現驚人靈活性

韓國浦項科技大學(POSTECH)研究團隊近日發表一項突破性研究，他們從人體肌肉蛋白中獲得靈感，成功開發出厚度僅如紙張、卻能產生強大力量的柔性機器人致動器。這項刊登於《自然通訊》期刊的創新技術，將為手術機器人到工業裝置等各領域帶來革命性變革。

傳統機器人多採用金屬材質，雖然堅固耐用，卻難以在侷促空間中執行精細動作。醫療領域亟需能夠在人體內進行手術輔助的微型機器人，工業界也迫切需要能在複雜機械內部檢查或狹窄管線中作業的柔性機器。然而兼具柔軟度與力量的技術始終難以突破。

由三星電子未來機器人事業部申亨坤博士(前POSTECH博士生)，與浦項科技大學機械工程系金基勳教授、鄭完均教授組成的團隊，從人體肌肉收縮原理獲得關鍵啟發。他們模仿肌凝蛋白(myosin)透過微小收縮累積產生大幅運動的特性，開發出超薄片狀氣壓致動器。

這個看似簡單的薄片內部暗藏玄機 - 數十個微型氣室與多層次、多通道的氣流路徑精密排列。當氣體依序注入時，表面突起物能進行多方向移動，透過累積微小力量產生大幅度動作。即使彎曲變形，致動器仍能像毛毛蟲般僅靠突起物爬行前進，實現上下、左右、旋轉等六自由度運動，並可精準控制速度與移動距離。

研究團隊透過一系列實驗驗證技術效能。在物件操控測試中，機器人展現出媲美人類手指的細膩精準度，甚至成功完成水下移動物體的任務。特別值得關注的是，它能輕鬆執行傳統機器人難以勝任的狹窄管線清潔工作。

這項技術預期將為日常生活與產業帶來創新變革。在醫療場域，機器人可透過微小切口進行精密手術輔助；工業環境中則能勝任各種侷限空間的檢測作業。若應用於居家清潔與照護機器人，將能以更細膩靈敏的方式與人類互動。

金基勳教授強調這項研究的重大意義：「我們成功在超薄柔性結構中整合複雜的三維氣動網路，透過仿生學方法實現多方向運動。」他補充道：「期盼這項技術能應用於手術機器人、工業協作機器人及探勘環境等多元領域。」

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