18克的自重,10公斤的举升力,力量密度是人类肌肉的1000倍!这块“布”的出现,可能让“钢铁侠”的战衣走进现实。
这项突破有望彻底改写可穿戴机器人的未来,让笨重的外骨骼变成贴身的“皮肤”。研究成果来自韩国机械与材料研究院(KIMM)的朴哲勋(Cheol Hoon Park)博士团队,相关论文已发表在9月24日《IEEE神经系统与康复工程汇刊》(TNSRE)上。
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提到康复机器人,你想到什么?
是那些绑在身上、叮当作响的“机械刑具”吗?它们笨重、僵硬,还伴随着电机刺耳的噪音。别说日常穿戴了,多用一秒可能都难受。
但KIMM的科学家们脑洞大开:为什么执行器(肌肉)一定要是电机和气缸?为什么它不能是一件衣服?
他们找到了一种比头发丝还细的形状记忆合金(SMA)弹簧丝。这种金属很神奇,它能记住自己的形状。
怎么让它动?简单粗暴:通电!
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科学家们把这种超细弹簧丝像织毛衣一样,编织成一块“织物肌肉”(Fabric Muscle)。当你给它通电,“焦耳加热”效应就会让合金丝瞬间升温收缩,爆发出强大力量。
断电,内置的风扇一吹,它就冷静放松了。而且它在收缩和放松时完全静音,就像你真正的肌肉在呼吸。
这块“布”有多强?研究中使用的双层织物肌肉仅重18克,挂上10公斤的杠铃片,通电,它就这么硬生生提了起来。它的力量-重量比,是人类骨骼肌的1000多倍!
至此,全球最轻的“动力服”之一诞生了。
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团队为杜氏肌肉萎缩症(DMD)患者打造了一款软体肩部外骨骼服(SSE)。
这件“衣服”本身仅重440克。你没看错,比你冬天穿的卫衣还轻。算上电池和控制盒,全套系统也只有840克!它可以像普通衣服一样折叠塞进包里。
在首尔大学医院的临床试验中,奇迹发生了。
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患有严重肌肉无力症的DMD患者,穿上这件“衣服”后,肩部主动外展(侧平举)的能力,平均暴涨了57.45%!在模拟日常生活的“盒子与木块测试”中,他们的表现也提升了13.28%。
这不是一个冰冷的数字。这意味着一个连举手喝水、触摸头发都困难的人,重新获得了生活的尊严。
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从18克的“布料”,到840克的“动力服”,KIMM的织物肌肉正在推开一扇新世界的大门。当机器人不再是冰冷的钢铁,而是温暖、静音、贴身的织物时,我们离“人人都是钢铁侠”的未来,还会远吗?
未来的机器人,会不会包覆上这样的材料,变成和人类一模一样的真人机器人呢?
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参考文献:
[1] Park, S. J., Jo, S., Shin, H. I., Lee, E., Kim, J. H., Jung, H., ... & Park, C. H. (2025). Soft Exosuit Based on Fabric Muscle to Assist Shoulder Joint Movements in Patients With Neuromuscular Diseases.IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 33, 3866-3877.
[2] Walter, N. (2025, Oct 29). Fabric muscles thinner than hair could reshape wearable robotics design.KIMM
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