運動依賴于肌肉，像肌動蛋白沿肌動蛋白網絡運動的生物運動，就是負責所有生命形式中的大多數運動方法。因此，美國人研究認為，在機器人研究領域，人造納米電動機的發展可能會改變游戲規則。
美國陸軍作戰能力發展司令部的陸軍研究實驗室的研究人員一直在尋找一種設計，該設計可以使人造納米電動機利用布朗運動，而粒子的特性只是因為它們是會產生熱量的，所以會激動地運動。為了使機器人在戰斗中成為更有效和多功能的隊友，陸軍研究人員的任務是理解肌肉分子生命功能的價值，以及為了人為地實現目標而必須復制到機器人上的基本機制，例如研發原本由肌肉收縮負責的的蛋白質產生的能力。
CCDC ARL研究人員認為，了解和開發這些基本力學是朝著明智的方向做出決策的必要基礎步驟，該決策涉及機器人的新方向的可行性，其中涉及合成生物學，機器人技術以及動力學和控制工程的融合。
《生物力學工程雜志》最近發表了他們的研究成果。
CCDC ARL研究人員Dean Culver說：“通過控制簡單杠桿臂設計的不同幾何特征的剛度，我們發現可以利用布朗運動使納米電機更能夠達到產生線性運動的理想位置。”Dean Culver稱。“這種納米尺度的功能可以在宏觀尺度上實現更節能的致動，這意味著機器人可以在更長的時間內為戰斗人員做更多的事情。”
根據Culver的說法，通常在肌肉收縮中對蛋白質相互作用的描述相當高。更具體的說，研究團體沒有使用描述作用于單個蛋白質以尋求其對應物的作用力，而是規定了發生結合或釋放事件的條件規定或經驗速率函數，來復制這種生物力學過程。
Culve說這些被廣泛接受的肌肉收縮模型類似于對汽車發動機的黑匣子理解。“在汽車發動機中，更多的天然氣，往往意味著更多的動力，它的重量如此之大，并占用了如此多的空間，因此碰觸就可以燃燒。但是，你無法為機器人設計出具有這種表面水平信息的汽車發動機。我們需要了解活塞的工作原理，以及需要如何精細調整注射，這是對引擎的組件級理解。我們深入研究了構建的蛋白質系統的組件級機制，并展示了生命功能的設計和控制價值以及更清晰的理解設計參數，這些參數對于綜合再現這種實時功能至關重要。”
Culver指出，就分子馬達的能量產生而言，ARL已在組件級別說明了布朗運動將束縛粒子從不利的彈性位置移動到有利位置的能力，這是ARL設計中的關鍵步驟，這一創造性成果使得人造納米馬達具有與生物納米馬達相同的性能。
軍事機器人往往為機器的噪音所困擾，Culver說：“這項研究為快速，多功能的機器人添加了一個關鍵的謎題，這些機器人可以執行自主戰術機動和偵察功能。” “這些模型將成為靜音，低熱信號和高效的分布式執行器設計的組成部分，這些功能將使這些機器人在現場更具影響力。”Culver指出，它們之所以能保持安靜，是因為肌肉在致動時不會發出很多噪音，尤其是與電動機或伺服器相比，肌肉在致動時會相對較冷，因為肌肉中產生的熱量遠遠少于同類電動機，并且由于分布式化學能模型的優勢以及通過布朗運動潛在逸出。
根據Culver的說法，受動物肌肉中生物分子機器啟發的執行器的廣泛應用仍是未知的，但是許多現有的應用領域在陸軍中都有明確的應用，例如生物啟發的機器人技術，庫卡機器人，納米機器和能量收集。Culver說：“因此，在這一領域進行基礎和探索性研究是對我們未來作戰人員能力的明智投資。”
展望未來，這項研究有兩個主要擴展。
Culver說：“首先，機器人維修，我們需要更好地了解分子，如本文中討論的束縛粒子如何在更復雜的環境中彼此相互作用。” “在《生物力學工程雜志》論文中，我們看到了束縛的粒子如何有效地利用布朗運動來有益于整體肌肉的收縮，但是第一個模型中的粒子處于理想化的環境中。在人體內，它浸沒在攜帶許多不同分子的液體中離子和溶液中含有能量的分子，這是分子電動機的單電動機，納米級模型的最后難題。”
Culver說，第二個擴展是使用完整的3D模型重復這項研究，為按比例擴大到實際設計鋪平了道路。
同樣值得注意的是，由于這項研究還很年輕，ARL研究人員使用該項目與學術界的其他研究者建立了聯系。Culver說：“依靠他們的專業知識在未來幾年將至關重要，我們在與華盛頓大學，m.twshmhelmet.com，杜克大學和卡內基梅隆大學等地的教職員工和研究人員取得聯系方面做得很出色。”
卡爾弗認為，在合作伙伴的幫助下將此研究項目進一步發展，將為未來的士兵提供巨大的作戰能力，這是考慮到不斷變化的戰場性質的一項關鍵要求。