Naukowcy dokonują przełomu w technologii sztucznych mięśni

W świecie, pod coraz większym wpływem technologii, miękkie roboty, urządzenia medyczne i technologie ubieralne stały się integralną częścią naszego codziennego życia. Innowacje te obiecują zwiększoną funkcjonalność i większe możliwości adaptacji, dzięki czemu nasze interakcje z technologią są bardziej płynne i naturalne. Dokonując znaczącego postępu w tej dziedzinie, badacze z Koreańskiego Instytutu Zaawansowanych Nauki i Technologii (KAIST) osiągnęli: przełomowy rozwój: przełącznik płynu zasilany sztucznymi mięśniami z polimeru jonowego. Ten nowatorski wynalazek wyróżnia się działaniem przy bardzo małej mocy, generując jednocześnie siłę, która jest znacząco 34 razy większa niż jego waga.

Pojawienie się tego przełącznika płynów wyznacza kluczowy moment w dziedzinie robotyki i technologii urządzeń medycznych. Tradycyjne przełączniki cieczy, często ograniczone rozmiarem i sztywnością, mają ograniczone zastosowanie w wąskich i elastycznych środowiskach. Przełącznik płynów opracowany przez zespół badawczy KAIST pozwala jednak pokonać te wyzwania, oferując obiecujące zastosowania w szerokim zakresie dziedzin. Dzięki możliwości kontrolowania przepływu płynu w różnych kierunkach i inicjowania ruchów przy tak niskim zapotrzebowaniu na moc, rozwój ten zwiastuje nową erę wydajności i wszechstronności w robotyce miękkiej i pokrewnych technologiach.

Wykorzystując moc sztucznych mięśni z polimeru jonowego, zespół KAIST otworzył drzwi do innowacyjnych zastosowań w robotyce miękkiej, torując drogę dla bardziej elastycznych, wydajnych i dostępnych rozwiązań technologicznych w naszym codziennym życiu.

Przełącznik miękkiego płynu o bardzo niskim napięciu

Będąc liderem innowacji w robotyce miękkiej, zespół badawczy KAIST, kierowany przez profesora IlKwon Oh, opracował nowatorski przełącznik miękkiego płynu, który działa przy bardzo niskim napięciu. Ten przełomowy wynalazek odróżnia się od konwencjonalnych przełączników silnikowych, które często są ograniczone sztywnością i dużymi rozmiarami. Przełącznik płynowy jest zasilany przez sztuczne mięśnie, naśladujące elastyczność i naturalne ruchy ludzkich mięśni, dzięki czemu doskonale nadaje się do wąskich i ograniczonych przestrzeni. Te sztuczne mięśnie, reagujące na bodźce zewnętrzne, takie jak prąd, ciśnienie powietrza i zmiany temperatury, zapewniają przełącznikowi precyzyjny mechanizm kontroli przepływu płynu. Rozwój ten stanowi znaczący postęp w dziedzinie robotyki miękkiej i mechaniki płynów, oferując bardziej elastyczne i wydajne rozwiązanie do różnych zastosowań.

Transformacja technologii za pomocą sztucznego mięśnia z polimeru jonowego

Sercem tego innowacyjnego przełącznika jest sztuczny mięsień z polimeru jonowego, unikalny zespół metalowych elektrod i polimerów jonowych opracowany przez zespół KAIST. Wprowadzenie polisulfonowanego kowalencyjnego szkieletu organicznego (pS-COF) na elektrodę mięśnia znacznie zwiększa jego zdolność do generowania siły. Pomimo swojej smukłej formy, o grubości zaledwie 180 µm, mięsień jest w stanie wytworzyć siłę ponad 34 razy większą niż jego masa. Ta niezwykła cecha umożliwia płynny i wydajny ruch nawet w bardzo małych systemach elektronicznych.

Profesor IlKwon Oh podkreśla potencjał tej technologii w różnych zastosowaniach przemysłowych. „Od inteligentnych włókien po urządzenia biomedyczne – technologia ta może zostać natychmiast zastosowana w różnych zastosowaniach przemysłowych” – mówi. Zauważa ponadto, że można go łatwo zastosować w bardzo małych systemach elektronicznych, otwierając wiele możliwości w dziedzinie miękkich robotów, miękkiej elektroniki i mikroprzepływów opartych na kontroli płynów. Ta wszechstronność podkreśla szerokie zastosowanie elektrojonowego miękkiego siłownika w przekształcaniu nie tylko miękkiej robotyki, ale także innych gałęzi przemysłu opartych na technologii.