Kolumbijas universitātes Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skolas pētnieku komanda ir izstrādājusi jauna veida sintētiskos mīkstos muskuļus, kurus var ražot, izmantojot 3D drukas tehnoloģiju. Materiāls izrādījās ļoti izturīgs un spēj izturēt 1000 reizes lielāku svaru nekā pats, un tā elastīgās deformācijas (stiepšanās) enerģijas robeža ir 15 reizes lielāka, salīdzinot ar reālo muskuļu audiem.
Materiālam nav nepieciešams izmantot ārēju avotu spiediena kontrolei, kas bieži sastopams citos esošajos risinājumos, kas balstās uz pneimatiskās vai hidrauliskās piepūšanas (uzpūšanas) enerģiju. Šīs sastāvdaļas parasti aizņem daudz vietas, padarot tās neērti izmantojamas, būvējot mašīnas, kurās ir svarīga kompaktums un neatkarība.
Sintētisko muskuļu pamats ir silikona gumija, kurai ir poraina struktūra, kas piepildīta ar etanolu. Materiālu vada mazjaudas elektriskā strāva, ko pārraida caur ļoti plāniem augstas pretestības vadiem.
Sintētiskais muskulis pirms un pēc iedarbināšanas
"Mēs esam guvuši zināmu progresu, izveidojot digitālās smadzenes robotiem, taču to ķermenis joprojām ir primitīvā līmenī," komentēja projektu vadošais mašīnbūves profesors Hods Lipsons.
“Šis ir liels puzles gabals, un tāpat kā bioloģija, arī izstrādātie sintētiskie muskuļi var veidoties un veidoties tūkstošos dažādu veidu. Mēs sākam pārvarēt vienu no pēdējiem šķēršļiem, kas neļāva izveidot reālistiskus robotus."
Jaunie sintētiskie muskuļi var dot lielu labumu tā dēvēto "mīksto" robotu projektēšanā un ražošanā. Pēdējo gadu laikā ir izveidojies milzīgs progress tādu mašīnu izveidē, kuras ir apveltītas ar spēju veikt daudz delikātu uzdevumu. Tomēr joprojām ir daudzas darbības, kuras cietie roboti nevar veikt.
Objektu tveršanai un manipulēšanai nepieciešams veiklības un elastības līmenis, ko pašreizējā tehnoloģija nespēj nodrošināt. Jauni materiāli, piemēram, šajā rakstā aplūkotais, ļaus izveidot robotus, kas var manipulēt ar mīkstiem un maziem priekšmetiem, neradot tiem nekādu kaitējumu.
Reklāmas video:
Mašīnas, kurās tiek izmantotas šādas tehnoloģijas, spēs sniegt uzticamu palīdzību personai, kas strādā, situācijās, kad nepieciešamas smalkas darbības, piemēram, medicīnā. Pilnīgi iespējams, ka šādus materiālus sāks izmantot jaunās paaudzes protēzēs, kas spēs nodrošināt daudz augstāku kontroles līmeni, nekā nodrošina pašreizējās protēzes.
Tagad Kolumbijas universitātes zinātnieki plāno uzlabot sintētiskos muskuļus un izmantotos augstas pretestības vadus aizstāt ar ļoti vadošiem materiāliem, lai palielinātu muskuļu reakcijas ātrumu un efektivitāti.
Nikolajs Hizhnyak