據外媒報道，韓國的研究團隊成功開發出可在水下自由活動的光驅動人工肌肉，為下一代軟體機器人技術開辟新路徑。

圖片來源：《Small》

由韓國化學技術研究院（KRICT）的Hyun Kim博士、釜山大學（Pusan National University）的Habeom Lee教授及得克薩斯農工大學（Texas A&M University）的Taylor H. Ware教授組成的研究團隊，成功研制出了基于偶氮苯功能化半晶體液晶彈性體（AC-LCEs）的人工肌肉，這種肌肉能對光做出反應。相關成果已發表于期刊《Small》。

傳統的軟體機器人致動器由電、熱或加壓空氣和液體（氣動和液壓系統）驅動，由于電池、電機、電線或泵等復雜部件暴露在水中，在水下環境中運行往往具有挑戰性。

盡管光熱材料曾被提出，但由于同時存在冷卻效應，在水下實現形狀變化仍然具有挑戰性，從而限制了光熱材料的有效使用?，F有的光化學致動器也主要用于簡單的彎曲運動，因為分子級的結構變化只發生在材料表面附近。

為突破這些限制，該研究團隊設計出具有更高硬度與可控結構的AC-LCEs材料。通過將偶氮苯分子嵌入特殊設計的液晶彈性體，研究人員創造出可在紫外光或可見光照射下分別收縮或膨脹的新型材料。

與大多數熱驅動系統（光熱或電熱）不同，這些材料即使在光源關閉后仍能暫時保持形變狀態，從而實現類似門閂的鎖定機制，可對運動進行順序和空間控制。

研究團隊將AC-LCEs材料加工成線性與環形彈簧結構，并集成至水下機器人原型中。測試顯示，這些致動器的致動應變比以往偶氮苯基致動器高出3倍以上，做功能力更是哺乳動物肌肉的2倍。此外，通過調控螺旋彈簧的手性（同手性與異手性），還可以可逆地設計致動方向。

利用這些人工肌肉，該研究團隊展示了完全不受約束的水下軟體機器人：無需電池、電線或水泵，即可實現物體抓取/釋放或在管道中爬行。這些系統在超過100次光循環測試中均保持穩定性能。

該團隊的目標是通過對材料可擴展性和系統集成的進一步研究，在2030年前將這項技術商業化。研究人員認為，這項創新代表著在開發適用于各種環境的無纜智能驅動系統方面邁出了重要一步。