用蜘蛛絲做機(jī)器人肌肉

本刊廣州編輯部

同學(xué)們對漫畫家斯坦·李筆下的“蜘蛛俠”一定非常熟悉，連你們的爸爸媽媽也都是看著蜘蛛俠的動畫片長大的呢！當(dāng)蜘蛛俠發(fā)射出蜘蛛絲時，同學(xué)們是否有過這樣的思考：細(xì)細(xì)的蜘蛛絲怎么可以牢牢綁住一個人呢？要是斷了怎么辦？雖然漫畫有點夸張，但是現(xiàn)實中的蜘蛛絲也確實非常堅韌，并且輕盈有彈性。幾年前，科學(xué)家們已經(jīng)能用蜘蛛絲制造防彈衣了，現(xiàn)在科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲還可以有更多的用處，比如用它來做機(jī)器人的肌肉。

目前，我們在網(wǎng)上視頻中看到的機(jī)器人大多是冷冰冰的金屬，很多機(jī)器人已經(jīng)很靈活了，可以像人類一樣跑步、跳躍，甚至還能秀一把后空翻，但是和我們?nèi)祟愊啾龋瑱C(jī)器人的肢體還是挺笨拙的，因為我們?nèi)祟愑屑∪猓梢宰龊芏辔⑿〉膭幼鳌Ｈ绻麢C(jī)器人也能有肌肉，不就能更好地運動了嗎？

那么用什么給機(jī)器人做肌肉比較合適呢？美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)，蜘蛛絲就是一個不錯的選擇。蜘蛛絲對空氣中的水分非常敏感，隨著水分的變化，蜘蛛絲會突然收縮，而且還會像我們的肌肉一樣，可以扭曲轉(zhuǎn)動。

這個發(fā)現(xiàn)非常偶然，我國華中科技大學(xué)的一位副教授劉大彪和他的同事原本想要研究濕度對空氣拉絲的影響，于是他們將一個砝碼懸掛在蜘蛛絲上，制作成鐘擺的樣子。然后將它放在一個可以控制內(nèi)部濕度的室內(nèi)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)濕度增加時，這個鐘擺開始旋轉(zhuǎn)了。科學(xué)家們還嘗試了人的頭發(fā)等其它材料，發(fā)現(xiàn)沒有材料可以像蜘蛛絲這樣旋轉(zhuǎn)。于是劉教授開始思考：也許蜘蛛絲的旋轉(zhuǎn)作用可以用于制造人造肌肉，這對機(jī)器人領(lǐng)域來說是一個非常有趣的嘗試。

麻省理工學(xué)院的研究員Buehler覺得，蜘蛛絲的功能可能還遠(yuǎn)不止用來制作人造肌肉，還可以用于制作精準(zhǔn)的濕度傳感器、智能紡織品、綠色能源發(fā)電機(jī)等等。不起眼的蜘蛛絲在科學(xué)家的手中竟有這么大的用途，如果我們也留心觀察身邊的動植物，說不定也能有驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)呢