Ερευνητές αναπτύσσουν πρωτοποριακό τεχνητό μυ με δυνατότητα αυτοανίχνευσης

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου πέτυχαν μια σημαντική ανακάλυψη στη βιονική, αναπτύσσοντας έναν νέο ηλεκτρικό τεχνητό μυ μεταβλητής ακαμψίας με δυνατότητα αυτοανίχνευσης. Η επαναστατική τεχνολογία, που παρουσιάζεται στο Advanced Intelligent Systems, έχει τη δυνατότητα να μεταμορφώσει τη μαλακή ρομποτική και τις ιατρικές εφαρμογές. Ο μυς μεταβαίνει εύκολα από εύκαμπτη σε άκαμπτη κατάσταση, ενώ ανιχνεύει δυνάμεις και παραμορφώσεις. Έτσι μιμείται την ευκαμψία και την ικανότητα επιμήκυνσης των φυσικών μυών, διευκολύνοντας την ενσωμάτωσή του σε σύνθετα συστήματα μαλακής ρομποτικής και την προσαρμογή σε διαφορετικά σχήματα.

Τεχνολογία μεταβλητής ακαμψίας και οι δυνατότητές της

«Η παροχή δυνατότητας αυτοανίχνευσης στα ρομπότ, ιδιαίτερα σε όσα κατασκευάζονται από εύκαμπτα υλικά, είναι καθοριστικό βήμα προς την πραγματική βιονική νοημοσύνη», δηλώνει ο Δρ. Ketao Zhang, επικεφαλής ερευνητής και λέκτορας στο Queen Mary.

Ο νέος τεχνητός μυς της ερευνητικής ομάδας παρουσιάζει αξιοσημείωτη ανθεκτικότητα, με δυνατότητα επιμήκυνσης που υπερβαίνει το 200% κατά τη διαμήκη διεύθυνση, γεγονός που τον καθιστά εξαιρετικό υποψήφιο για διάφορες εφαρμογές.

Η ακαμψία του μπορεί να αλλάζει γρήγορα με τη ρύθμιση της τάσης, επιτρέποντας συνεχή μεταβολή με διαφορά ακαμψίας μεγαλύτερη από 30 φορές. Αυτή η ιδιότητα ελέγχου μέσω τάσης προσφέρει σημαντικό πλεονέκτημα στην ταχύτητα απόκρισης έναντι άλλων τεχνητών μυών. Επιπλέον, ο μυς μπορεί να παρακολουθεί τη δική του παραμόρφωση μέσω μεταβολών της ηλεκτρικής αντίστασης. Έτσι δεν απαιτούνται ξεχωριστές διατάξεις αισθητήρων, απλοποιούνται οι μηχανισμοί ελέγχου και μειώνεται το κόστος.

Απλή κατασκευή και ευρύ φάσμα εφαρμογών

Η διαδικασία κατασκευής του τεχνητού μυός με αυτοανίχνευση είναι απλή και αξιόπιστη. Νανοσωλήνες άνθρακα αναμειγνύονται με υγρή σιλικόνη μέσω τεχνολογίας διασποράς με υπερήχους και στη συνέχεια εφαρμόζονται ομοιόμορφα ως επίστρωση, ώστε να σχηματιστεί μια λεπτή στρωματική κάθοδος. Η κάθοδος λειτουργεί επίσης ως το αισθητήριο τμήμα του τεχνητού μυός. Μετά τη σκλήρυνση των υγρών υλικών, σχηματίζεται ο ολοκληρωμένος τεχνητός μυς μεταβλητής ακαμψίας με δυνατότητα αυτοανίχνευσης.

Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της εύκαμπτης τεχνολογίας μεταβλητής ακαμψίας είναι εκτεταμένες, από τη μαλακή ρομποτική έως την ιατρική. Η απρόσκοπτη ενσωμάτωσή της στο ανθρώπινο σώμα δημιουργεί δυνατότητες υποστήριξης ατόμων με αναπηρία ή ασθενών στην εκτέλεση βασικών καθημερινών εργασιών. Με την ενσωμάτωση του τεχνητού μυός με αυτοανίχνευση, φορετές ρομποτικές συσκευές μπορούν να παρακολουθούν τις δραστηριότητες ενός ασθενούς και να παρέχουν αντίσταση ρυθμίζοντας τα επίπεδα ακαμψίας, διευκολύνοντας την αποκατάσταση της μυϊκής λειτουργίας κατά τις ασκήσεις αποκατάστασης.

Ο Δρ. Zhang τονίζει τη σημασία της έρευνας: «Παρότι υπάρχουν ακόμη προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν προτού αυτά τα ιατρικά ρομπότ χρησιμοποιηθούν σε κλινικά περιβάλλοντα, η έρευνα αποτελεί καθοριστικό βήμα προς την ενσωμάτωση ανθρώπου και μηχανής. Παρέχει ένα πλαίσιο για τη μελλοντική ανάπτυξη μαλακών και φορετών ρομπότ».

Η πρωτοποριακή μελέτη των ερευνητών του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου αποτελεί σημαντικό ορόσημο στη βιονική. Η ανάπτυξη ηλεκτρικών τεχνητών μυών με αυτοανίχνευση θέτει τις βάσεις για εξελίξεις στη μαλακή ρομποτική και στις ιατρικές εφαρμογές, σηματοδοτώντας ένα ουσιαστικό βήμα προς την αξιοποίηση των δυνατοτήτων της βιονικής τεχνολογίας.