传统电机vs形状记忆合金谁更像肌肉
形状记忆合金如镍钛诺能在受热后恢复预设形状，其收缩宛如肌肉，正被机器人研究者视为机械肌肉的候选，却也面临速度、效率与控制的多重挑战。形状记忆合金是一类能在弯曲或拉伸后记住并恢复预设形状的材料，其中最典型的是镍钛诺。它们的收缩运动酷似活体肌肉的收缩，因而吸引了大量希望模仿生物肌肉驱动的机器人研究者。本文探讨这类合金能否成为实用的机器人肌肉，并解释工程师为何把它们与生物组织相提并论，同时介绍近期相关装置、挑战与设计对策。记忆行为的根源在于原子排列。低温下镍钛诺处于名为马氏体的软相，易被变形；当加热超过特定相变温度，它转变为更硬的奥氏体，金属弹回原状；在载荷下冷却，又回到马氏体并再次膨胀，形成可重复循环。在机器人装置中，工程师通常用电加热供能。电流流经合金丝时因电阻产生焦耳热。一项发表于MDPI《传感器》的纺织致动器研究显示，两百微米镍钛诺丝一旦超过六十八摄氏度便缩短约百分之六至八。相变后合金明显变硬，其弹性模量从马氏体相的二十六吉帕......阅读全文
传统电机vs形状记忆合金谁更像肌肉
形状记忆合金如镍钛诺能在受热后恢复预设形状，其收缩宛如肌肉，正被机器人研究者视为机械肌肉的候选，却也面临速度、效率与控制的多重挑战。形状记忆合金是一类能在弯曲或拉伸后记住并恢复预设形状的材料，其中最典型的是镍钛诺。它们的收缩运动酷似活体肌肉的收缩，因而吸引了大量希望模仿生物肌肉驱动的机器人研究者。本
高密度超轻形状记忆合金问世－有望应用于航天等领域
日本东北大学一个研究小组日前发明一种超轻形状记忆镁钪合金，密度为此前常见的镍钛诺记忆合金的70％，有望应用于航天等领域。 形状记忆合金在加热升温后能完全消除其在较低温度下发生的形变，恢复形变前的原始状态。这种合金的另一个独特性质是在特定温度下发生“超弹性”效应，表现为能承载比一般金属大几倍甚至
Nature子刊：中国科大团队开发柔性康复手套机器人，实现手功能精细运动
中国科学技术大学张世武教授、金虎副教授与王柳特任教授等在 Nature 子刊 Nature Machine Intelligence 上发表了题为：A soft-packaged and portable rehabilitation glove capable of closed-loop f
铁磁形状记忆合金或可实现工程应用
哈尔滨工业大学材料学院副教授张学习与美国西北大学合作开展的具有大磁感生应变性能的泡沫镍锰镓合金的制备过程与组织性能研究，首次在泡沫材料中发现大的磁感生应变。《自然—材料学》杂志近期刊登了这一研究成果并给予高度评价。 镍锰镓合金具有磁感生应变特性最早发现于1996年，2002
“智能肌肉”让人造手更灵敏－能用于机器人又可制新型义肢
德国萨尔兰大学的科研小组近日制造出一种装备了形状记忆合金“肌肉”的人造手，它比目前的人造手更加灵活轻盈。手上的“肌肉纤维”由成束的超细镍钛合金丝组成，能绷紧、能弯曲，让人造手能执行更为精确的运动。这一技术将来既可用在工业机器人上，也能制作新型义肢。该小组将在4月13日至17日的德国汉诺威工业博览
中国科大在手功能精细运动康复机器人方向获进展
近日，中国科学技术大学张世武教授、金虎副教授与王柳特任教授基于手指皮肤非均匀形变机制和手部精细动作康复运动机制，以高功重比形状记忆合金（SMA）弹簧为驱动，提出了一种具备精细动作训练的便携式柔性康复手套机器人，有望服务全球数千万手功能障碍患者的精细动作康复与日常生活辅助。相关成果以 "A sof
受蝙蝠鱼启发，我国科研团队让小型机器人漫步万米深海
在地球最深处马里亚纳海沟的万米深渊，压强相当于一个指甲盖上站了一头一吨重的犀牛，温度接近冰点。此前，能到达这里的深海机器人，多为重量达数吨的刚性体大型潜航器。如今，一台身长不到50厘米、体重仅1500克的“小精灵”来到这一曾经的小型机器人“禁区”，为深海探索带来更多可能性。相关研究成果于3月20
新颖凝固技术制备具有弹热效应的形状记忆合金
相比于传统气体压缩制冷，固态制冷以其在节约能源与保护环境方面的独特优势成为最近十几年来的研究热点。基于可逆马氏体相变材料在外加力的激励作用下的弹热效应制冷非常具有应用潜力。弹热效应的温变大小、临界应力、相变滞后、疲劳特性等关键性能指标，不仅依赖于相变熵和化学键强度等材料内秉属性，也与材料的微观缺
MIT用镍钛记忆合金打造新一代宇航服－如同第二层皮肤
还记得宇航服是什么样子吗？庞大、臃肿的宇航服把宇航员们裹得像个包子一样。现在，MIT科学家为宇航员们制作了一款新型的宇航服，可以让他们在太空更加自由。这款宇航服重量轻，弹性强，穿起来就像宇航员的“第二层皮肤”一样。 为了让宇航员能够在太空中存活，传统宇航服就如同一个充满气的气球中，为其提供大约
“双级纳米结构”可在形状记忆合金中实现弹性储能
近日，西安交通大学材料学院强度室科研人员提出了一种“双级纳米结构”微观设计策略，在形状记忆合金中实现优异的弹性储能。相关研究成果发表在《先进材料》上。对于自然界中的生物系统、工程领域的机械装置，比如控制动物快速运动的生物组织、微机电谐振器和驱动器等，弹性机械能的高效储存与释放是至关重要的。近年来，人
肌肉组织驱动的两足机器人问世
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/516833.shtm与机器人相比，人类肢体极为灵活，能做出精细动作，并能有效地将能量转化为运动。受人类步态的启发，日本研究人员将肌肉组织和人造材料结合在一起，制造出一款双足生物混合机器人，可行走和旋转。相
《智能材料与结构》：智能合金助力桥梁道路抵御地震灾害
这一幕或许将是很长一段时间内，让全中国人最揪心和痛心的画面。通过科学技术进步，让人类在未来面临同样的灾难时，能够多一份安全和自信，将是科学家不懈努力的目标。 美国科学家最近检验了一种设想，即利用一种智能合金作为固定桥梁道路的缆绳，它能在地震过程中伸长，而在震后重新收紧并将桥梁道路拉回原来的位
教育部【设备更新】来了！岛津EPMA在形状记忆合金中的应用
形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。迄今为止，人们发现具有形状记忆效应的合金有50多种，在航空航天、机械电子、生物医疗等领域具有广泛的应用。下文将举例介绍电子探针（EPMA）在镍-钛形状记忆合金中的应用。 图1. 岛津场发射电子探针EPMA
德科学家发明超强记忆新材料－变形千万次不会断裂
德国基尔大学研究人员新发明了一种镍钛铜记忆合金，其变形次数可以达到千万次不会断裂，而通常合金材料变形几千次就会断裂。这一新材料在微电子和光学器件、传感器、医疗器件等众多领域将有广泛的应用前景。 科学家早在上世纪60年代就发明了镍钛记忆合金，这种合金在受热和冷却时会变形，并很快会恢复到最初机械加
灵巧机械手的缔造者：智能金属丝
据报道，工程师们利用仿生设计方法，给人工智能手配上了由形状记忆金属丝制成的肌肉。这项新技术使机器手变得轻巧灵活，为工业应用及新型假肢装置的发展提供了方向。该肌肉纤维由多束超细镍钛合金丝构成，可以实现伸直和弯曲功能。并且，这种材料自身具有感知特性，使得人工手可以完成各种精细动作。 来自Stefa
日本科学家研制出肌肉驱动的机器人
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/516858.shtm
日本科学家研制出肌肉驱动的机器人
与机器人相比，人的身体更灵活，能够进行精细运动，并能将能量有效转化为运动。日本研究人员从人类步态中获得灵感，将肌肉组织和人造材料结合在一起，制造了一款两腿生物混合机器人，使得机器人能够行走和旋转。相关研究1月27日发表于《物质》。“这是生物学和机械学的融合，作为以生物功能为特色的机器人技术新领域，生
兰州化物所实现热固性形状记忆聚合物形状重构
形状记忆聚合物(shape memory polymer, SMP)是一种在一定条件下能够固定暂时形状并且在外界刺激下能够恢复到初始形状的智能材料，在柔性电子器件、生物医学以及航空航天等领域应用前景广泛。热固性形状记忆聚合物作为形状记忆聚合物的重要组成部分，与热塑性形状记忆聚合物相比，具有优异的
MIT赵选贺《Nature》评述：纳米磁控微型软体机器人
变形金刚威猛，钢铁侠酷炫，这些英雄陪伴我们成长。但是这些存在于科幻电影中的机器人都是由刚性材料构建的，与人一般大小甚至比人类大出几个size。而尺寸远小于人体的，由软材料或具有柔性结构的材料构建的微型机器人在微观世界也扮演着英雄，与刚性机器人相比，它们能更安全地与人类互动。在众多的为这些机器人提
美国研制出新型机器人布料－机器人拥有触觉的皮肤
一种内嵌传感器、并能移动和伸缩的“布机器人”即将大显身手了。它们将会帮助未来的机器人获得拥有“触觉”的“皮肤”，成为增强人体力量和耐力的机器人外衣，减轻飞行员和宇航员航行时受到的冲击力，还可能成为人类探索太空的得力助手。 据物理学家组织网近日报道。研究人员在构成机器人的棉质布料中，混合了由柔性
改善镍钛合金——增材制造的抗疲劳高性能弹热制冷材料
《科学》在线发表了西安交通大学能动学院钱苏昕副教授与美国马里兰大学材料科学工程系等合作论文“增材制造的抗疲劳高性能弹热制冷材料”。 弹热制冷是利用镍钛形状记忆合金在轴向拉伸、压缩、扭转作用下发生可逆相变，并利用该相变潜热制冷的新型固态制冷技术。与传统蒸气压缩制冷工质相比，镍钛形状记忆合金等弹热
科学家研发超强纳米材料
纳米线是一种厚度在纳米范围的材料，它比现有材料硬10倍，极具弹性，致使它们可适应各种形状同时恢复原状。但单根纳米线太小，目前还不能用于较大材料中。 据国外媒体报道，科学家已制造出一种革命性的超强纳米材料，它可用于从牙齿矫正器和医学植入物到电缆、太阳能电池板和手机等各种装置。《科学》杂志刊登
科学家发明自主收缩加压线圈－探索如皮肤般贴身宇航服
相比传统宇航服，这种新型宇航服更加轻便、更加灵活 未来的宇航员们大概是这样出舱的：穿上一件有弹性且内衬极少的轻薄“外套”，再将“外套”与航天器电源连接，“外套”上的线圈便自动加压、收紧，让服装呈流线型贴身，最后宇航员打开舱门，飘入浩瀚的太空之中。宇航员们或许真的能在不久的将来，能穿着这种科幻小说里
仿生“心脏”可有节律泵出液体－供机器人发电
据物理学家组织网11月8日报道，最近，英国西英格兰大学和布里斯托尔大学研究人员利用一种叫做“形状记忆合金”的智能材料，开发出一种“人造心脏”设备，能把人体排泄物——尿液泵入到未来生态机器人(EcoBot)的“发动机舱”，作为这种自供机器人发电用的原料。相关论文发表在最近的英国《生物灵感与仿生学》
兰州化物所新型超级电容器构筑取得系列进展
超级电容器作为一种新型储能器件，具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命和更好的安全性能等优点，在消费电子产品、电动汽车启停和工业能源管理系统等诸多领域应用广泛。近年来，微型、柔性和智能电子产品设备蓬勃发展，这就需要构筑与之匹配的新型超级电容器（包括微型、柔性电容器和智能电容器等）来满足其储能需求
人工肌肉也能“弹性”十足？他们揭秘弹性驱动新机制
“想象一下，我们既能用手指捏起一粒芝麻，也能提起一桶水。无论外力大小如何变化，肌肉都能恢复到原来的长度，为下一个动作做好准备。”中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（以下简称苏州纳米所）研究员邸江涛说，这就是骨骼肌的弹性驱动特征。 然而，模仿哺乳动物骨骼肌设计的人工肌肉却并不具备此类弹性驱动
科学家展示可生物降解的自扩展 3D 打印支架
近日，荷兰埃因霍芬理工大学（Tu / e）研究人员在《3D 打印和增材制造》在线杂志上发表了一篇关于 3D 打印自扩张、可生物降解支架的概念证明文章。该支架适用于微创手术，能支持狭窄或微弱的病变心脏动脉，特别是儿童的心脏动脉。 对抗心脏病 心脏病会导致斑块集聚，从而让动脉变厚或变弱。如上图所
揭示隐形的热量：FLIR－如何助力香港理工大学开展先进镍钛合金研究
镍钛 (NiTi) 形状记忆合金 (SMA) 是一种独特的金属材料，在低温状态下可拉伸或弯曲并保持形变状态，而当温度升高时又能恢复原始形状。这种特性使其在外科植入物、防烫伤阀门、电动执行器等众多领域得到广泛应用。由于 SMA 具有热响应特性，研究人员借助红外相机来深入探究其形变机制。 挑战：捕
双相不锈钢闸阀在宏光电气应用
2205双相钢手动暗杆楔式金属密封闸阀，采用阀板是楔式单闸板结构，阀杆为暗杆形式，手动操作。Z45W闸阀适用于清洁的淡水、海水、液体、气体、油、蒸汽等介质。2205双相不锈钢和2507双相不锈钢是一种具有铁素体和奥氏体的双相不锈钢，综合了许多铁素体钢和奥氏体钢益的性能，铬和钼的含量都很高，因此具有极
人造肌肉可承受千倍于自重的应力
韩国蔚山国立科学研究院研究人员开发出一种创新性的磁性复合人造肌肉。与传统人造肌肉相比，新材料能够承受超过自身重量1000倍的应力，有望为机器人、可穿戴设备等带来更强大的机械臂。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志。柔性人造肌肉能模拟人类肌肉流畅的运动，已成为机器人、可穿戴设备及生物医学等诸多领域的