宾夕法尼亚州立大学安德里亚·艾尔斯·刀子乐队 以蛋白质为基础的人工肌肉系列，性能超过生物肌肉
其他软机器人部件可以包括软抓取器和软致动器
学分:宾夕法尼亚州立大学德米雷尔实验室 重复活动会磨损柔软的机器人致动器，但这些机器的运动部件需要可靠且易于固定
现在，一组研究人员有了一种生物合成聚合物，以鱿鱼的环状牙齿为原型，具有自愈合和生物可降解性，这种材料不仅适用于执行器，也适用于危险品服和其他微小孔洞可能造成危险的应用
“目前的自愈合材料有限制其实际应用的缺点，例如愈合强度低和愈合时间长，”研究人员在今天的《自然材料》杂志上报道
研究人员生产了高强度的合成蛋白质，模拟自然界中发现的蛋白质
就像它们身上的生物一样，蛋白质可以自我修复微小和可见的损伤
“我们的目标是利用合成生物学，创造出对自身物理特性具有前所未有的控制力的自修复可编程材料，”工程科学和力学教授、劳埃德和多萝西·福尔·哈克仿生材料讲座教授梅利克·德米雷尔说
来自工业机器人手臂和假肢的机器人有可以移动的关节，需要柔软的材料来适应这种移动
通风机和各种个人防护设备也是如此
但是，所有的材料在不断重复的运动下都会产生微小的撕裂和裂缝，并最终断裂
使用自愈材料，在灾难性故障发生之前，最初的微小缺陷是可以修复的
德米雷尔的团队通过使用一系列由基因复制产生的氨基酸组成的串联重复序列，创造了这种自愈聚合物
串联重复序列通常是一系列短的分子，可以重复任意次
研究人员在标准细菌生物反应器中制造这种聚合物
该论文的主要作者、德米雷尔实验室的前博士生阿卜顿·佩纳-弗朗西施说:“我们能够将典型的24小时康复期缩短到1秒，这样我们基于蛋白质的软机器人现在就可以立即自我修复。”
“在自然界，自我康复需要很长时间
从这个意义上说，我们的技术胜过自然
" 这种自愈合聚合物可以通过水和热来愈合，尽管德米雷尔说它也可以通过光来愈合
由鱿鱼环齿DNA的串联重复序列产生的聚合物可以被配制成适合机器人致动器应用的软聚合物
学分:宾夕法尼亚州立大学德米雷尔实验室 德米雷尔说:“如果你把这种聚合物切成两半，当它愈合时，它会恢复100%的强度。”
德国斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所物理智能部主任梅廷·西蒂和他的团队正在研究这种聚合物，制造孔洞并修复它们
然后，他们创造了柔软的致动器，通过使用，这些致动器破裂，然后实时愈合——大约一秒钟
西蒂说:“在不久的将来，自修复的物理智能软材料对于构建鲁棒和容错的软机器人和执行器至关重要。”
通过调整串联重复的数量，德米雷尔的团队创造了一种柔软的聚合物，可以快速愈合并保持其原始强度，但他们也创造了一种100%可生物降解和100%可回收的聚合物，成为相同的原始聚合物
德米雷尔说:“出于多种原因，我们希望尽量减少石油基聚合物的使用。”
“石油迟早会耗尽，它还会造成污染和全球变暖
我们无法与真正便宜的塑料竞争
竞争的唯一方式是提供石油基聚合物无法提供的东西，而自我修复提供所需的性能
" 德米雷尔解释说，虽然许多石油基聚合物可以回收，但它们被回收后会变成不同的东西
例如，聚酯t恤可以回收到瓶子里，但不能再回收到聚酯纤维里
正如聚合物模拟的乌贼在海洋中生物降解一样，仿生聚合物也会生物降解
随着像醋一样的酸的加入，聚合物也将再循环成粉末，该粉末可再次制造成相同的、柔软的、自愈合的聚合物
美国陆军研究室生物化学项目经理斯蒂芬妮·麦克尔欣尼说:“这项研究阐明了通过使用合成生物学方法超越自然界存在的蛋白质而变得容易获得的材料特性的前景。”
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陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室
“这些合成蛋白质的快速和高强度自我修复展示了这种方法为未来的陆军应用提供新材料的潜力，例如个人防护设备或可以在有限空间内操作的灵活机器人
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