Yüksek Performanslı Yapay Kas Teknolojisi Geliştirildi

Kuzey Arizona Üniversitesi (NAU) mühendisleri, daha insan gibi hareketler gerçekleştirebilen yeni bir yüksek performanslı yapay kas teknolojisi geliştirdiler. Esnek ve uyumlu olan bu teknoloji, insan iskelet kaslarını beberapa ölçütle geride bırakabiliyor.

Araştırmacılar, genellikle daha iyi aktüasyon teknolojileri ve yumuşak robotik geliştirmek için biyomimetik ilkelerine güveniyorlar. Biyomimetikte, makine bileşenleri insan kaslarının hareketini taklit edecek şekilde tasarlanıyor, umarım onları geride bırakacaklar.

Biolojik Formda Robotlar

Elektrik motorları gibi aktüatörler serttir, bu da их yeteneklerini sınırlıyor, bu nedenle biyomimetik protezler ve aktüatörler robotlar daha biyolojik bir forma geçtikçe değişmelidir.

Yeni yüksek performanslı yapay kas teknolojisi, NAU’nun Dinamik Aktif Sistemler Laboratuvarı’nda geliştirildi. Science Robotics dergisinde yayımlanan makale, “Cavatappi yapay kaslar: Çizerek, bükererek ve sarmalając polimer tüplerden” başlığını taşıyor.

Makale, NAU’nun Makine Mühendisliği Bölümü’nden yardımcı profesör Michael Shafer ve profesör Heidi Feigenbaum tarafından yazıldı. Onlara, lisansüstü öğrenci araştırmacı Diego Higueras-Ruiz yardımcı oldu.

“Bu yeni lineer aktüatörleri, İtalyan makarnasına benzeyen cavatappi yapay kaslar olarak adlandırıyoruz” dedi Shafer.

Yapay Kas vs. İnsan İskelet Kasları

Aktüatörler, bio-mühendislik ve robotik uygulamalar için uygun olan sarmal yapıları nedeniyle daha fazla güç üretiyor. Mühendisler, cavatappi yapay kaslarının insan iskelet kaslarına göre on kat daha fazla iş ve beş kat daha fazla güç ürettiğini gösterdiler. Geliştirilmeye devam ettikçe, performanslarının daha da artması bekleniyor.

“Cavatappi yapay kasları, döndürülen polimer aktüatörlerine (TPA) dayanıyor, bunlar ilk çıktıklarında devrim niteliğindeydi çünkü güçlü, hafif ve ucuzlardı. Ancak verimsiz ve aktüasyonları yavaştı, çünkü onları ısıtmak ve soğutmak zorundaydınız. Ayrıca, verimlilikleri sadece yüzde iki” dedi Shafer. “Cavatappi için, bunu basınçlı sıvı kullanarak aşarız, bu nedenle bu cihazların daha fazla benimsenmesini bekliyoruz. Bu cihazlar, sıvıyı pompalayabildiğimiz kadar hızlı tepki veriyor. Büyük avantaj, verimlilikleri. yumuşak aktüasyon alanındaki çok yüksek bir sayı olan yüzde 45’lik bir sözleşmeli verimlilik gösterdik.”

Mühendislere göre, bu teknoloji yumuşak robotik uygulamalar, geleneksel robotik aktüatörler ve eklem ve protez gibi yardımcı teknolojilerde faydalı olabilir.

“Gelecek çalışmaların, cavatappi yapay kaslarının basitlik, düşük maliyet, hafiflik, esneklik, verimlilik ve gerilme enerjisi geri kazanımı özellikleri de dahil olmak üzere birçok uygulamada kullanılmasını içereceğini bekliyoruz” dedi Shafer.

Yeni teknoloji lisanslama ve ortaklık için kullanılabilir ve şu anda koruma ve erken ticarileştirme aşamasındadır.

Uyumlu, biyomimetik aktüasyon teknolojileri, geliştirilmeye devam ettikçe büyük etkileri olacak. Robotik sistemlerde hem verimli hem de güçlüdürler ve insanlarla etkileşime girmelerine, güçlendirmelerine ve sonunda entegre olmalarına yardımcı olabilirler.