日本东北大学联合法国国际合作者研发出一种头发丝粗细的新型致动纤维，为更安全的软机器人设计及贴合人体的可穿戴设备铺平了道路——这类设备能与人类实现近距离交互。

打开网易新闻 查看精彩图片

这种超细“柔性纱线”致动纤维在通电时可实现弯曲、收缩及复杂的三维运动。研究人员郭圆圆（音）表示：“通过将纤维制造技术与软电活性材料结合，我们打造出目前已报道的纤维状电驱动致动器中最细、最软的类型之一。由于它像普通线绳一样，能轻松集成到纺织品和柔性结构中。”

一、突破传统局限：全聚合物软致动器的诞生

软致动器是将电能转化为运动的核心材料，广泛应用于下一代软机器人、医疗设备和可穿戴辅助系统。但传统致动器多依赖形状记忆合金等金属材料，普遍存在硬度高、运动自由度有限的问题，且需要加热或磁场等复杂触发方式。

研究团队创新性地采用了原本用于光纤生产的热拉法，并优化了拉制工艺，在保持机械柔软性的同时，制造出直径与人类头发相当的致动纤维。

致动器的核心是热塑性聚氨酯——一种高柔性介电弹性体，在电场作用下会发生形变。通过匹配热拉法的加工条件，团队成功让纤维在通电时实现弯曲、收缩及三维波动运动。

二、像线绳一样灵活：可编织的三维运动能力

纤维的线绳形态是其实际应用的关键优势：不同于扁平或bulky的传统致动器，这种新型致动器可缠绕成螺旋结构、编织成智能织物，或整合到复杂的三维结构中。这使其能实现传统平面系统难以做到的多维度运动，同时保持橡胶般的柔软触感，适合直接与人体皮肤接触。

三、性能数据：柔软度与运动自由度兼具

发表于《ACS Omega》期刊的论文显示，传统纤维致动器因使用形状记忆合金（SMA）或磁控装置等刚性材料，普遍存在硬度高、自由度有限、驱动系统复杂的问题。

本研究开发的全聚合物介电弹性体致动纤维完美解决了这些痛点：

天生柔软：杨氏模量仅为37MPa，触感接近人体软组织；

高自由度：可通过电控制实现弯曲、压缩及三维旋转运动；

稳定性能：在1Hz驱动频率、2.4MV/m电场下，可实现1.59%的压缩应变，与行业标准性能一致。

四、应用前景：从软机器人到贴身可穿戴

这种超细柔性致动纤维未来可广泛应用于：

安全软机器人：替代刚性执行部件，避免人机交互时的碰撞伤害；

贴身可穿戴设备：集成到智能服装、康复辅助带中，精准贴合人体曲线；

微创医疗机器人：作为柔性手术端，减少对人体组织的损伤。