氣動人工肌肉執行器( 三 ) 機械

褶皺肌肉執行器是一種外形呈褶皺狀的氣動人工肌肉。它具有較高的柔性和適應性，可以實現復雜的運動模式。褶皺肌肉執行器響應速度快，但力量輸出相對較低，對精確控制的要求較高。
網狀肌肉是一種具有網狀結構的氣動人工肌肉。它可以實現高度的柔性和自由度，在運動控制上具有較高的精確度。然而，網狀肌肉的制造和控制較為復雜，需要更多的氣動控制系統和傳感器。
嵌入肌肉是將氣動人工肌肉嵌入到其他材料或結構中的一種形式。它能夠實現緊湊的結構和更好的集成性。然而，嵌入肌肉的安裝和維護比較復雜，需要特殊的技術和設備。
氣動人工肌肉的應用第一個商用氣動人工肌肉（PAM）由日本東京的普利司通公司在20世紀80年代后期制造和銷售，被稱為“Rubbertuators” ，并在各種應用中使用了一段時間。如今，英國的ShadowGroupofCompanies和德國的FestoAG&Co.正在生產用于工業機器人和醫療應用的各種PAM 。
PAM非常適合多種應用，例如外骨骼和康復輔助，抓取和處理具有復雜幾何形狀的精致物體，需要多種復雜運動的機器人機構，以及工業和服務機器人。 PAM主要用作機器人執行器，用于要求合規性和低功率重量比的應用中。袖狀膀胱肌肉有可能成為假肢中合適的動力系統。
PAM已用于各種生物機器人應用或模仿人類和動物形態和生理學的仿生機器人。如圖6所示。 Airbug是一種六足昆蟲狀機器人，由Berns等人開發。在對抗性排列中使用流體肌。 Jaryani提出了一系列對抗性人工肌肉驅動裝置的動態公式，用于產生蛇形機器人平面運動的運動和計算肌肉力控制。 Ajax是一款受蟑螂啟發的有腿機器人，如圖6所示。

圖6 仿生機器人
氣動人工肌肉在醫療領域有著廣泛的應用前景。由于其優異的柔性和可控性，它可以被用于替代病患或殘疾人的肌肉功能。例如，在康復治療中，氣動人工肌肉可以幫助恢復癱瘓患者的肢體功能。
通過與神經系統的連接，它可以模擬真實的肌肉運動，提供肌肉力量和控制能力，幫助患者恢復行走、抓握等基本動作能力。此外，氣動人工肌肉還可以用于假肢的設計與制造，使得假肢更加貼近自然肢體的運動方式，提升使用者的生活質量。
氣動人工肌肉在機器人技術中有重要的應用。機器人通常需要與環境進行交互，而氣動人工肌肉可以為機器人提供類似于人類肌肉的動作能力和柔韌性。通過搭載氣動人工肌肉，機器人可以更加靈活地完成各種任務，如抓取、搬運和操作。
此外，氣動人工肌肉還可以用于機器人的外骨骼設計，增強機器人的力量和運動能力。例如，在救援任務中，機器人配備氣動人工肌肉的外骨骼可以承擔起危險和重負，幫助人類完成各種艱苦的工作。
氣動人工肌肉還在人機交互領域具有重要意義。人機交互技術的發展要求機器能夠更好地理解和響應人類的意圖和指令。通過使用氣動人工肌肉，機器可以更加自然地模仿人類的動作，與人類進行更加直觀和高效的交互。
例如，在虛擬現實和增強現實技術中，氣動人工肌肉可以用于模擬身體運動和觸感反饋，使得用戶可以更加真實地體驗虛擬環境。此外，氣動人工肌肉還可以應用于智能助理和機器人陪伴系統中，提供更加自然和親近的人機交互體驗。
然而，盡管氣動人工肌肉具有巨大的應用潛力，但目前仍面臨一些挑戰和限制。其中之一是控制系統的復雜性。氣動人工肌肉的運動需要精確的控制和協調，以模仿人類肌肉的運動方式。