科技日報北京4月2日電 （記者常麗君）德國薩爾蘭大學(xué)的科研小組近日制造出一種裝備了形狀記憶合金“肌肉”的人造手，它比目前的人造手更加靈活輕盈。手上的“肌肉纖維”由成束的超細(xì)鎳鈦合金絲組成，能繃緊、能彎曲，讓人造手能執(zhí)行更為精確的運動。這一技術(shù)將來既可用在工業(yè)機(jī)器人上，也能制作新型義肢。該小組將在4月13日至17日的德國漢諾威工業(yè)博覽會上演示人造手的模型。

　　據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)站報道，科研小組由薩爾蘭大學(xué)和機(jī)電與自動化技術(shù)中心教授斯戴芬·希萊克領(lǐng)導(dǎo)。他們將形狀記憶鎳鈦合金拉成直徑與頭發(fā)相仿的細(xì)絲，仿照人類的肌肉結(jié)構(gòu)，把合金絲組成一束一束，用多股合金絲連接手指關(guān)節(jié)，模擬肌肉纖維做成手指的正面屈肌和背面伸肌，且能迅速地收縮和舒張。

　　希萊克說，“形狀記憶”合金是指這種金屬能“記得”自己的形狀，在變形后能恢復(fù)成原來的樣子?！版団伜辖鸬倪@種特性來自其內(nèi)部的相位變化。比如合金絲在變暖時會導(dǎo)電，材料會改變晶格結(jié)構(gòu)，使它像肌肉那樣收縮。”

　　目前工業(yè)生產(chǎn)線上的人造手要依賴許多復(fù)雜的支持技術(shù)和其他設(shè)備裝置工作，如電動機(jī)或氣動裝置，變得笨重不靈活，有噪音且造價昂貴?！跋啾戎?，用智能肌肉制造的工具無需附加設(shè)備，輕巧靈活，適應(yīng)性強(qiáng)而無噪音，生產(chǎn)成本也相對較低?！毕ＨR克說，“在所有已知的驅(qū)動機(jī)械中，合金絲的能量密度最高，能在嚴(yán)格限制的空間里完成高強(qiáng)度的運動?！?/p>

　　參與研究的工程師菲羅蒙娜·西莫尼說：“在施加一個很強(qiáng)的拉力時，這些合金絲束能迅速地收縮和舒張。這種表現(xiàn)的原因是快速冷卻，因為大量金屬絲表面積更大，使熱量能迅速擴(kuò)散。一束很細(xì)的絲線能承受相當(dāng)于人類肌肉快速收縮和拉伸的力量，所以，我們能實現(xiàn)迅速平穩(wěn)的手指運動。”

　　用形狀記憶合金絲做肌肉的另一個效果是，當(dāng)人造手正在執(zhí)行一個特定動作時，如果受到阻礙，它能以很自然的方式作出反應(yīng)。這意味著人類能和人造手“攜手”工作。合金絲的相對運動由一個半導(dǎo)體芯片控制，能完成精確的運動。這一系統(tǒng)不需要傳感器?！昂辖鸾z材料本身就有傳感屬性?！毕ＨR克說，“控制器能識別電阻檢測數(shù)據(jù)，從而知道合金絲在任意時刻的確切位置，使手和手指能精確活動。”

　　研究人員希望繼續(xù)研究手部運動模型，探索形狀記憶合金絲的傳感屬性等，以進(jìn)一步開發(fā)人造手原型，改良其模擬人手的方式。

　　左圖 工程師正在展示他們的人造手原型。