生物运动行为具有很多优点:比如运动的灵活性(驱动自由度多)、效率高(最佳位置力输出)、鲁棒性(具有动能代偿)、驱动能量密度高(传统的微型飞行器的传动、电机占总体重30~50%),主要原因是它们的分布式肌肉驱动,因此仿生驱动可以指人工肌肉驱动。
人工肌肉包括非马达驱动的驱动器件,具有柔性、大形变、大输出力、高能量转换效率的特征。最成熟的人工肌肉是气动式人工肌肉驱动方式,在效能上接近生物肌肉,但是原理差异较大。除了气动式人工肌肉驱动外,形状记忆合金(SMA)、压电材料(Piezo)、电磁致动材料(EM)、电致动聚合物人工肌肉(EPAM)等均有望用于分布式肌肉驱动。图片给出了它们的输出能量密度,在10~104赫范围内EPAM的比功率(能量输出/质量)最好。按工作原理,电致动聚合物人工肌肉(EPAM)分为电子型、离子型两类。电子型EPAM的驱动电压较高(场强~150 伏/微米),包括介电弹性体、铁电聚合物、液晶弹性体等,而离子型EPAM的驱动机理源于离子的迁移、扩散,驱动电压较低(1~5伏),包括碳纳米材料、导电聚合物、离子聚合物凝胶、离子聚合物金属复合物等。