机器人领域的研究大多集中在工业机器人上,人们往往追求更加精确可控的重复运动,而不太在意机器人的灵活性和体积。这就导致那些在科幻电影里边能够随意变换形状的灵活的机械臂和微型机器人,迄今为止也都仅仅停留在正在研发的就基础极端。想要让机器人工作,那就需要一个可以产生力的驱动器。这种驱动器,类似人或者动物的肌肉,可以输出可控的力和位移。同时这个驱动器应该是柔软的,并且能够像肌肉一样可以变形。这种驱动器,我们称之为“柔性驱动器”,也称人工肌肉或仿生肌肉,它能在外界刺激(如,电流、热、化学、磁场等)的作用下产生收缩,从而模拟动物肌肉的驱动特性。螺旋卷绕驱动器(Twisted-and-Coiled Actuator)是一种将聚合物纤维 (例如,缝纫线,鱼线等尼龙材料)扭转后螺旋卷绕而制成的新型人工肌肉,由于其形状是螺旋形而得名,我们以下简称“螺旋驱动器”。螺旋驱动器能量密度高,同等质量下输出的力是动物肌肉的一百倍,且成本低。现在的螺旋驱动器一般用导电的尼龙缝纫线制作,如动画所示,可以直接在加电流之后(1A左右)收缩并提升一个重物,或者伸长顶起一个物体。