Skupina raziskovalcev s Tehniške in uporabne znanosti na univerzi Columbia je razvila novo vrsto sintetičnih mehkih mišic, ki jih je mogoče izdelati s tehnologijo 3D-tiskanja. Izkazalo se je, da je material zelo močan in je sposoben prenesti težo, ki je 1000-krat večja od lastne, meja njegove elastične deformacijske (raztezne) energije pa je 15-krat višja v primerjavi s tkivi pravih mišic.
Material ne zahteva uporabe zunanjega vira za nadzor tlaka, kar pogosto najdemo v drugih obstoječih rešitvah, ki temeljijo na energiji pnevmatskega ali hidravličnega napihovanja (napihovanja). Te komponente običajno zavzamejo veliko prostora, zato jih je neprijetno uporabljati pri izdelavi strojev, kjer sta pomembni kompaktnost in neodvisnost.
Osnova sintetičnih mišic je silikonska guma, ki ima porozno strukturo, napolnjeno z etanolom. Material poganja električni tok majhne moči, ki se prenaša skozi zelo tanke visokoodporne žice.
Sintetična mišica pred aktiviranjem in po njem
"Nekaj smo napredovali pri ustvarjanju digitalnih možganov za robote, vendar so njihova telesa še vedno na primitivni ravni," je komentiral Hod Lipson, profesor strojništva, ki je vodil projekt.
»To je velik del sestavljanke in tako kot biologija tudi oblikovane sintetične mišice lahko prevzamejo in oblikujejo na tisoč različnih načinov. Začenjamo premagovati eno zadnjih ovir, ki je preprečila ustvarjanje realističnih robotov."
Nove sintetične mišice so lahko v veliko korist pri načrtovanju in izdelavi tako imenovanih "mehkih" robotov. V zadnjih letih je bil dosežen izjemen napredek pri ustvarjanju strojev, ki imajo sposobnost opravljanja številnih občutljivih nalog. Še vedno pa je veliko dejanj, ki jih trdni roboti ne morejo izvesti.
Zajem in manipulacija predmetov zahtevata stopnjo spretnosti in prilagodljivosti, ki je trenutna tehnologija ne more zagotoviti. Novi materiali, kot je tisti, o katerem smo razpravljali v tem članku, bodo omogočili ustvarjanje robotov, ki bodo sposobni manipulirati z mehkimi in majhnimi predmeti, ne da bi jim povzročili škodo.
Promocijski video:
Stroji, ki uporabljajo takšne tehnologije, bodo lahko zanesljivo pomagali človeku pri delu v situacijah, ko so potrebna občutljiva dejanja, na primer v medicini. Povsem mogoče je, da se bodo takšni materiali začeli uporabljati v protezah nove generacije, ki bodo lahko zagotavljale raven nadzora, ki je veliko višja od sedanjih.
Zdaj znanstveniki z univerze Columbia načrtujejo izboljšanje sintetičnih mišic in zamenjavo uporabljenih žic z visoko odpornostjo z visoko prevodnimi materiali za povečanje hitrosti in učinkovitosti odziva mišic.
Nikolay Khizhnyak