Ερευνητές αναπτύσσουν πρωτοποριακούς τεχνητούς μύες με αυτογνωσία

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου πρωτοστάτησαν σε μια εξαιρετική ανακάλυψη στον τομέα της βιονικής, αναπτύσσοντας έναν νέο ηλεκτρικό τεχνητό μυ μεταβλητής ακαμψίας με ικανότητες αυτοανίχνευσης. Αυτή η επαναστατική τεχνολογία, όπως αποκαλύπτεται στο Προηγμένα ευφυή συστήματα, πρόκειται να μεταμορφώσει τους τομείς της μαλακής ρομποτικής και των ιατρικών εφαρμογών. Με την ικανότητα αβίαστης μετάβασης μεταξύ μαλακών και σκληρών καταστάσεων ενώ ταυτόχρονα ανιχνεύει δυνάμεις και παραμορφώσεις, αυτός ο τεχνητός μυς μιμείται την ευελιξία και την ελαστικότητα του φυσικού μυός, διευκολύνοντας την ενσωμάτωση σε πολύπλοκα μαλακά ρομποτικά συστήματα και την προσαρμογή σε διαφορετικά σχήματα.

Τεχνολογία μεταβλητής ακαμψίας και το δυναμικό της

«Η ενδυνάμωση των ρομπότ, ειδικά εκείνων που κατασκευάζονται από εύκαμπτα υλικά, με ικανότητες αυτοανίχνευσης είναι ένα κομβικό βήμα προς την πραγματική βιονική νοημοσύνη», δηλώνει ο Δρ Ketao Zhang, επικεφαλής ερευνητής και λέκτορας στο Queen Mary.

Ο νέος τεχνητός μυς που επινόησε η ερευνητική ομάδα παρουσιάζει αξιοσημείωτη αντοχή με ικανότητα τεντώματος που ξεπερνά το 200% κατά μήκος της κατεύθυνσης, καθιστώντας τον εξαιρετικό υποψήφιο για διάφορες εφαρμογές.

Η ακαμψία αυτού του τεχνητού μυός μπορεί να αλλάξει γρήγορα ρυθμίζοντας τις τάσεις, επιτυγχάνοντας συνεχή διαμόρφωση με αλλαγή ακαμψίας που υπερβαίνει τις 30 φορές. Αυτό το χαρακτηριστικό που βασίζεται στην τάση παρέχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα όσον αφορά την ταχύτητα απόκρισης σε σχέση με άλλους τεχνητούς μύες. Επιπλέον, ο μυς μπορεί να παρακολουθεί τη δική του παραμόρφωση μέσω αλλαγών αντίστασης, εξαλείφοντας την ανάγκη για ξεχωριστές ρυθμίσεις αισθητήρων, απλοποιώντας τους μηχανισμούς ελέγχου και μειώνοντας το κόστος.

Απλή Κατασκευή και Εκτεταμένες Εφαρμογές

Η διαδικασία κατασκευής αυτού του αυτοαισθανόμενου τεχνητού μυός είναι απλή και αξιόπιστη. Οι νανοσωλήνες άνθρακα αναμειγνύονται με υγρή σιλικόνη χρησιμοποιώντας τεχνολογία διασποράς υπερήχων και στη συνέχεια επικαλύπτονται ομοιόμορφα για να δημιουργηθεί μια κάθοδος λεπτής στιβάδας, η οποία χρησιμεύει επίσης ως το αισθητήριο τμήμα του τεχνητού μυός. Μετά τη σκλήρυνση των υγρών υλικών, σχηματίζεται ένας πλήρης τεχνητός μυς μεταβλητής ακαμψίας που ανιχνεύεται.

Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας ευέλικτης μεταβλητής ακαμψίας είναι εκτεταμένες, εκτείνονται από τη μαλακή ρομποτική έως τις ιατρικές εφαρμογές. Η απρόσκοπτη ενσωμάτωση αυτής της τεχνολογίας με το ανθρώπινο σώμα ανοίγει δυνατότητες βοήθειας ατόμων με αναπηρία ή ασθενών στην εκτέλεση βασικών καθημερινών εργασιών. Με την ενσωμάτωση του αυτοαισθητήρα τεχνητού μυός, φορητές ρομποτικές συσκευές μπορούν να παρακολουθούν τις δραστηριότητες του ασθενούς και να παρέχουν αντίσταση προσαρμόζοντας τα επίπεδα ακαμψίας, διευκολύνοντας την αποκατάσταση της μυϊκής λειτουργίας κατά την προπόνηση αποκατάστασης.

Ο Δρ Ζανγκ τονίζει τη σημασία αυτής της έρευνας, δηλώνοντας: «Ενώ υπάρχουν ακόμη προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν προτού αυτά τα ιατρικά ρομπότ μπορούν να αναπτυχθούν σε κλινικά περιβάλλοντα, αυτή η έρευνα αντιπροσωπεύει ένα κρίσιμο βήμα προς την ενοποίηση ανθρώπου-μηχανής. Παρέχει ένα προσχέδιο για τη μελλοντική ανάπτυξη μαλακών και φορητών ρομπότ».

Η πρωτοποριακή μελέτη που διεξήχθη από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό ορόσημο στον τομέα της βιονικής. Η ανάπτυξη αυτοαισθητήρων ηλεκτρικών τεχνητών μυών θέτει το έδαφος για προόδους στη μαλακή ρομποτική και τις ιατρικές εφαρμογές, σηματοδοτώντας ένα κρίσιμο βήμα προς τα εμπρός στην υλοποίηση των δυνατοτήτων της βιονικής τεχνολογίας.