在机器人领域，研究人员一直在寻找最快、最强、最有效和最低成本的方法来驱动或使机器人进行所需的运动，以实现其预期的功能。
对新的、更好的驱动技术和“软”机器人的追求往往基于仿生学的原理，在仿生学中，机器部件被设计成模仿人类肌肉的运动，并在理想情况下超越人类肌肉的运动。尽管电动马达和液压活塞等执行器性能良好，但它们的刚性形式限制了它们的部署方式。随着机器人向更生物的形态过渡，随着人们要求更多的仿生假肢，驱动器需要进化。
北亚利桑那大学机械工程系副教授(校友)Michael Shafer和Heidi Feigenbaum教授，以及研究生研究员Diego Higueras-Ruiz发表了一篇论文 科学的机器人展示了他们在NAU的动态主动系统实验室开发的一种新型高性能人造肌肉技术。这篇论文的题目是“通过拉伸、扭转和盘绕聚合物管形成的Cavatappi人造肌肉”，文中详细介绍了这种新技术如何凭借其灵活性和适应性，实现更像人类的运动，但在几个指标上优于人类骨骼肌。
谢弗说:“我们称这些新型线性致动器为cavatappi人造肌肉，是因为它们与意大利面食的相似之处。”
Cavatappi意大利面(A)和驱动器(C-H)从简单的拉伸聚合物管(B)开发
由于其盘绕或螺旋结构，驱动器可以产生更多的能量，使其成为生物工程和机器人应用的理想技术。在团队的最初工作中，他们展示了cavatappi人造肌肉的具体工作和力量指标分别是人类骨骼肌的10倍和5倍，随着他们的继续开发，他们期望产生更高水平的性能。
“cavatappi人造肌肉是基于扭曲聚合物驱动器(TPAs)，这是非常具有革命性的，因为它们是强大的，轻便和廉价的。但它们效率很低，运行速度很慢因为你必须对它们进行加热和冷却。此外，他们的效率只有大约2%。”“对于cavatappi，我们通过使用加压流体驱动来解决这个问题，所以我们认为这些设备更有可能被采用。这些设备的反应速度和我们泵出液体的速度一样快。最大的优势是效率。我们已经证明了收缩效率高达45%，这在软驱动领域是一个非常高的数字。”
cavatappi人造肌肉的收缩反应和仿生应用演示。资料来源:Higueras-Ruiz等人，Sci。机器人。6,eabd5383(2021)。
工程师们认为，这项技术可以应用于软机器人、传统的机器人驱动器(例如，步行机器人)，甚至可能应用于外骨骼或假肢等辅助技术。
谢弗说:“由于cavatappi人造肌肉的简单、低成本、轻量化、灵活性、效率和应变能量恢复特性等优点，我们预计未来的工作将包括在许多应用中使用cavatappi人造肌肉。”
