Дослідники розробили революційний штучний м’яз зі здатністю вимірювати власний стан

Дослідники з Університету королеви Марії в Лондоні здійснили винятковий прорив у галузі біоніки, розробивши новий електричний штучний м’яз зі змінною жорсткістю та здатністю самостійно вимірювати власний стан. Ця революційна технологія, як було повідомлено в Advanced Intelligent Systems, здатна трансформувати галузі м’якої робототехніки та медичних застосунків. Завдяки можливості легкого переходу між м’якими та твердими станами, а також вимірювати сили і деформацій, цей штучний м’яз імітує гнучкість та розтяжність природного м’яза, що полегшує інтеграцію в складні м’які роботизовані системи та адаптацію до різних форм.

Технологія змінної жорсткості та її потенціал

“Наділення роботів, особливо тих, що виготовлені з гнучких матеріалів, здатністю самостійно вимірювати власний стан є важливим кроком до справжнього біонічного інтелекту”, заявляє доктор Кетао Чжан, керівник дослідження та лектор Університету королеви Марії.

Новий штучний м’яз, розроблений дослідницькою командою, демонструє видатну стійкість із розтяжністю понад 200% у напрямку довжини, що робить його чудовим кандидатом для різних застосунків.

Цей штучний м’яз може швидко змінювати свою жорсткість шляхом регулювання напруги, досягаючи безперервної модуляції із зміною жорсткості понад 30 разів. Ця напруго-керована особливість забезпечує значну перевагу щодо швидкості реакції над іншими штучними м’язами. Крім того, м’яз може контролювати свою власну деформацію через зміни опору, усуваючи потребу в окремих сенсорних конструкціях, спрощуючи механізми контролю та знижуючи витрати.

Просте виготовлення та широкі можливості застосування

Процес виготовлення цього штучного м’яза зі здатністю вимірювати власний стан є простим та надійним. Вуглецеві нанотрубки змішуються з рідким силіконом за допомогою ультразвукової дисперсійної технології, а потім рівномірно наносяться для створення тонкого шару катоду, який також служить сенсорною частиною штучного м’яза. Після затвердіння рідких матеріалів утворюється здатний самостійно вимірювати власний стан штучний м’яз зі змінною жорсткістю.

Потенційні сфери застосування цієї гнучкої технології змінної жорсткості широкі: від м’якої робототехніки до медичних застосунків. Ця технологія безшовно інтегрується з людським тілом, відкриваючи можливості для допомоги людям з інвалідністю або пацієнтам у виконанні необхідних щоденних завдань. Завдяки інтеграції штучного м’яза зі здатністю вимірювати власний стан носимі роботизовані пристрої можуть контролювати діяльність пацієнта та забезпечувати опір шляхом регулювання рівня жорсткості, полегшуючи відновлення м’язової функції під час реабілітаційного тренування.

Доктор Чжан підкреслює значення цього дослідження, заявляючи, “Хоча ще існують виклики, які потрібно подолати, перш ніж ці медичні роботи зможуть бути розгорнуті в клінічних умовах, це дослідження представляє собою важливий крок до інтеграції людини та машини. Воно забезпечує план майбутнього розвитку м’яких та носимих роботів.”

Проривне дослідження, проведене дослідниками Університету королеви Марії в Лондоні, представляє собою значний рубіж у галузі біоніки. Розробка здатних вимірювати власний стан електричних штучних м’язів відкриває шлях до вдосконалень у галузі м’якої робототехніки та медичних застосунків, роблячи важливий крок вперед у реалізації потенціалу біонічної технології.