Vísindamenn gera bylting í tækni til vöðva

Í heimi sem hefur sífellt meiri áhrif á tækni hafa mjúk vélmenni, lækningatæki og klæðanleg tækni orðið órjúfanlegur hluti af daglegu lífi okkar. Þessar nýjungar lofa aukinni virkni og meiri aðlögunarhæfni, sem gerir samskipti okkar við tækni hnökralausari og eðlilegri. Í verulegu stökki fram á við á þessu sviði hafa vísindamenn við Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) náð tímamótaþróun: vökvarofi knúinn af jónískum fjölliða gervivöðvum. Þessi nýja uppfinning er áberandi fyrir virkni sína á ofurlítið afl en framkallar kraft sem er ótrúlega 34 sinnum meiri en þyngd hennar.

Tilkoma þessa vökvarofa markar lykilatriði á sviði vélfærafræði og lækningatækjatækni. Hefðbundnir vökvarofar, oft takmarkaðir af stærð og stífni, hafa takmarkaða notkun í þröngt og sveigjanlegt umhverfi. Vökvarofi KAIST rannsóknarteymisins sigrar hins vegar þessar áskoranir og býður upp á efnileg forrit á fjölmörgum sviðum. Með getu sinni til að stjórna vökvaflæði í ýmsar áttir og hefja hreyfingar með svo lítilli aflþörf, boðar þessi þróun nýtt tímabil skilvirkni og fjölhæfni í mjúkri vélfærafræði og tengdri tækni.

Með því að virkja kraft jónískra fjölliða gervivöðva hefur KAIST teymið opnað dyr að nýstárlegum forritum í mjúkum vélfærafræði, sem ryður brautina fyrir sveigjanlegri, skilvirkari og aðgengilegri tæknilausnir í daglegu lífi okkar.

Ofurlágspennu mjúkur vökvarofi

Í fararbroddi nýsköpunar í mjúkri vélfærafræði hefur rannsóknarteymi KAIST, undir forystu prófessors IlKwon Oh, þróað nýjan mjúkan vökvarofa sem starfar á ofurlágri spennu. Þessi byltingarkennda uppfinning aðgreinir sig frá hefðbundnum mótorrofum, sem oft takmarkast af stífni og stórri stærð. Vökvarofinn er knúinn áfram af gervivöðvum, sem líkir eftir sveigjanleika og náttúrulegum hreyfingum mannavöðva, sem gerir hann mjög hentugan fyrir þröng og lokuð rými. Þessir gervi vöðvar, sem bregðast við utanaðkomandi áreiti eins og rafmagni, loftþrýstingi og hitabreytingum, veita rofanum nákvæman stjórnbúnað fyrir vökvaflæði. Þessi þróun táknar verulegt skref á sviði mjúkrar vélfærafræði og vökvatækni, sem býður upp á aðlögunarhæfari og skilvirkari lausn fyrir ýmis forrit.

Umbreytir tækni með jónískum fjölliður gervi vöðva

Kjarninn í þessum nýstárlega rofa er jóníski fjölliða gervivöðvinn, einstök samsetning málmrafskauta og jónafjölliða þróað af KAIST teyminu. Innleiðing fjölsúlfóneraðs samgilds lífræns ramma (pS-COF) á rafskaut vöðvans eykur kraftmyndunargetu hans verulega. Þrátt fyrir mjótt form, aðeins 180 µm þykkt, er vöðvinn fær um að framleiða kraft sem er meira en 34 sinnum meiri en þyngd hans. Þessi merki eiginleiki gerir kleift að hreyfa sig sléttar og skilvirkar jafnvel innan ofurlítil rafeindakerfa.

Prófessor IlKwon Oh leggur áherslu á möguleika þessarar tækni í ýmsum iðnaði. „Frá snjalltrefjum til líflækningatækja, þessi tækni hefur möguleika á að vera strax tekin í notkun í ýmsum iðnaðarumstæðum,“ segir hann. Hann bendir ennfremur á að auðvelt sé að nota það á ofurlítil rafeindakerfi, sem opnar marga möguleika á sviði mjúkra vélmenna, mjúkra rafeindatækja og örflæðisefna sem byggjast á vökvastjórnun. Þessi fjölhæfni undirstrikar hið víðtæka notagildi rafjónískra mjúka stýribúnaðarins við að umbreyta ekki bara mjúkri vélfærafræði heldur einnig öðrum tæknidrifnum iðnaði.