Výzkumníci vyvinuli průlomový umělý sval schopný snímat vlastní stav

Výzkumníci z Queen Mary University of London dosáhli výjimečného průlomu v oblasti bioniky, když vyvinuli nový elektrický umělý sval s proměnlivou tuhostí a schopností snímat vlastní stav. Tato revoluční technologie, která byla odhalena v Advanced Intelligent Systems, má potenciál transformovat oblasti měkké robotiky 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 systémů měkké robotiky a adaptaci na různé tvary.

Technologie proměnlivé tuhosti a její potenciál

“Vyšší schopnost robotů, zejména těch vyrobených z flexibilních materiálů, s schopností snímat vlastní stav, 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 více než třicetinásobnou změnou tuhosti. Tato funkce řízená napětím 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 umělý sval schopný snímat vlastní stav 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 umělý sval schopný snímat vlastní stav s proměnlivou tuhostí.

Potenciální aplikace této flexibilní technologie proměnlivé tuhosti jsou rozsáhlé, sahající od měkké robotiky 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 umělého svalu se schopností snímat vlastní stav mohou nositelná robotická 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 měkkých a nositelných robotů.”

Průlomový výzkum provedený výzkumníky z Queen Mary University of London představuje významný milník v oblasti bioniky. Vývoj elektrických umělých svalů se schopností snímat vlastní stav vytváří podmínky pro pokroky v oblasti měkké robotiky a lékařských aplikací, což představuje zásadní krok vpřed při realizaci potenciálu bionické technologie.