Výzkumníci vyvinuli průlomový samočinný umělý sval

Výzkumníci z Queen Mary University of London dosáhli výjimečného průlomu v oblasti bioniky, když vyvinuli nový elektrický umělý sval s proměnlivou tuhostí a samočinným snímáním. Tato revoluční technologie, která byla odhalena v Advanced Intelligent Systems, má potenciál transformovat oblasti soft robotics a lékařských aplikací. S možností snadno přecházet mezi měkkým a tvrdým stavem a zároveň snímáním sil a deformací, tento umělý sval napodobuje pružnost a roztažnost přirozeného svalu, což usnadňuje integraci do složitých soft robotických systémů a adaptaci na různé tvary.

Technologie proměnlivé tuhosti a její potenciál

“Vyšší schopnost robotů, zejména těch vyrobených z flexibilních materiálů, s samočinným snímáním, je zásadním krokem směrem k pravé bionické inteligenci,” prohlašuje Dr. Ketao Zhang, vedoucí výzkumník a přednášející na Queen Mary.

Nový umělý sval vyvinutý výzkumným týmem vykazuje pozoruhodnou odolnost s roztažností přesahující 200 % ve směru délky, což z něj činí vynikajícího kandidáta pro různé aplikace.

Tento umělý sval může svou tuhost rychle měnit úpravou napětí, dosahujícího nepřetržité modulace s změnou tuhosti přesahující 30krát. Tato napětí řízená funkce poskytuje významnou výhodu z hlediska rychlosti reakce oproti jiným umělým svalům. Kromě toho může sval monitorovat svou vlastní deformaci prostřednictvím změn odporu, eliminuje potřebu samostatných snímačů, zjednodušuje kontrolní mechanismy a snižuje náklady.

Jednoduchá výroba a rozsáhlé aplikace

Výrobní proces pro tento samočinný umělý sval je přímý a spolehlivý. Uhlíkové nanotrubičky se mísí s kapalným silikonem pomocí ultrazvukové disperze a poté se rovnoměrně pokrývají, aby se vytvořila tenká vrstva katody, která také slouží jako snímací část umělého svalu. Po ztuhnutí kapalných materiálů se vytvoří kompletní samočinný umělý sval s proměnlivou tuhostí.

Potenciální aplikace této flexibilní technologie proměnlivé tuhosti jsou rozsáhlé, sahající od soft robotics až po lékařské aplikace. Tato technologie umožňuje bezproblémovou integraci s lidským tělem, což otevírá možnosti pro pomoc osobám se zdravotním postižením nebo pacientům při provádění základních denních činností. Integrací samočinného umělého svalu mohou nositelné robotické zařízení monitorovat aktivity pacienta a poskytovat odpor úpravou úrovní tuhosti, usnadňující obnovu funkce svalů během rehabilitačního tréninku.

Dr. Zhang zdůrazňuje význam tohoto výzkumu, prohlašuje: “Ačkoli stále existují výzvy, které je třeba řešit, než tyto lékařské roboty mohou být nasazeny v klinických prostředích, tento výzkum představuje zásadní krok směrem k integraci člověka a stroje. Poskytuje plán pro budoucí vývoj soft a nositelných robotů.”

Průlomový výzkum provedený výzkumníky z Queen Mary University of London představuje významný milník v oblasti bioniky. Vývoj samočinných elektrických umělých svalů vytváří podmínky pro pokroky v oblasti soft robotics a lékařských aplikací, což představuje zásadní krok vpřed při realizaci potenciálu bionické technologie.