Các nhà nghiên cứu phát triển cơ nhân tạo tự cảm biến đột phá

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Queen Mary London đã tiên phong một đột phá đặc biệt trong lĩnh vực kỹ thuật phỏng sinh học, phát triển một loại cơ nhân tạo có độ cứng thay đổi bằng điện với khả năng tự cảm biến. Công nghệ cách mạng này, như được tiết lộ trong Advanced Intelligent Systems, có khả năng biến đổi các lĩnh vực robot mềm và ứng dụng y tế. Với khả năng chuyển đổi dễ dàng giữa các trạng thái mềm và cứng trong khi cũng cảm biến lực và biến dạng, cơ nhân tạo này bắt chước sự linh hoạt và khả năng kéo giãn của cơ tự nhiên, giúp tích hợp vào các hệ thống robot mềm phức tạp và thích nghi với các hình dạng khác nhau.

Công nghệ Biến đổi Độ cứng và Tiềm năng của nó

“Trao quyền cho các robot, đặc biệt là những robot được làm từ vật liệu linh hoạt, với khả năng tự cảm biến là một bước quan trọng hướng tới trí tuệ phỏng sinh thực sự,” Tiến sĩ Ketao Zhang cho biết, nhà nghiên cứu chính và giảng viên tại Queen Mary.

Cơ nhân tạo mới được nhóm nghiên cứu thiết kế thể hiện độ bền đáng kể với khả năng kéo giãn vượt quá 200% dọc theo chiều dài, làm cho nó trở thành một ứng viên xuất sắc cho các ứng dụng khác nhau.

Độ cứng của cơ nhân tạo này có thể thay đổi nhanh chóng bằng cách điều chỉnh điện áp, đạt được điều chỉnh liên tục với sự thay đổi độ cứng vượt quá 30 lần. Tính năng điều khiển bằng điện áp này cung cấp một lợi thế đáng kể về tốc độ phản ứng so với các cơ nhân tạo khác. Hơn nữa, cơ có thể theo dõi sự biến dạng của chính nó thông qua sự thay đổi điện trở, loại bỏ nhu cầu về các bố trí cảm biến riêng biệt, đơn giản hóa các cơ chế điều khiển và giảm chi phí.

Sản xuất Đơn giản và Ứng dụng Rộng rãi

Quy trình sản xuất cho cơ nhân tạo tự cảm biến này là đơn giản và đáng tin cậy. Các ống nano carbon được trộn với silicone lỏng sử dụng công nghệ phân tán siêu âm và sau đó được phủ đều để tạo thành một lớp catốt mỏng, cũng phục vụ như là phần cảm biến của cơ nhân tạo. Sau khi vật liệu lỏng đóng rắn, một cơ nhân tạo biến đổi độ cứng tự cảm biến hoàn chỉnh được hình thành.

Ứng dụng tiềm năng của công nghệ biến đổi độ cứng linh hoạt này là rất rộng, từ robot mềm đến ứng dụng y tế. Sự tích hợp liền mạch của công nghệ này với cơ thể con người mở ra khả năng hỗ trợ cho các cá nhân khuyết tật hoặc bệnh nhân trong việc thực hiện các nhiệm vụ hàng ngày quan trọng. Bằng cách tích hợp cơ nhân tạo tự cảm biến, các thiết bị robot đeo được có thể theo dõi hoạt động của bệnh nhân và cung cấp lực kháng bằng cách điều chỉnh mức độ cứng, giúp phục hồi chức năng cơ trong quá trình tập luyện phục hồi chức năng.

Tiến sĩ Zhang nhấn mạnh tầm quan trọng của nghiên cứu này, tuyên bố, “Mặc dù vẫn còn những thách thức cần được giải quyết trước khi các robot y tế này có thể được triển khai trong môi trường lâm sàng, nghiên cứu này đại diện cho một bước tiến quan trọng hướng tới tích hợp con người và máy móc. Nó cung cấp một bản thiết kế cho sự phát triển tương lai của robot mềm và robot đeo được.”

Nghiên cứu đột phá được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Queen Mary London đại diện cho một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật phỏng sinh học. Sự phát triển của cơ nhân tạo điện tự cảm biến đặt ra tiền đề cho những tiến bộ trong lĩnh vực robot mềm và ứng dụng y tế, đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới việc hiện thực hóa tiềm năng của công nghệ phỏng sinh học.