Новые исследования Колумбийской школы инженерных и прикладных наук решают давнюю проблему создания автономных мягких роботов, чьи действия и движения могли бы имитировать природные биологические системы.
На базе лаборатории The Creative Machines Lab учеными разработана синтетическая мягкая мышца, которую можно напечатать на 3D-принтере. Искусственная активная ткань с внутренней способностью к расширению не требует для работы внешнего компрессора или высоковольтного оборудования, в каких нуждаются любые другие существующие искусственные мышцы. Устойчивость к деформации нового материала превышает таковую у естественных мышц в 15 раз, а один его грамм способен выдержать подъем груза в 1 кг!
Робототехника мягких материалов имеет большие перспективы в областях, где роботы должны контактировать и взаимодействовать с людьми. Например, сферы производства и здравоохранения. В отличие от жестких роботов, мягкие могут копировать естественные движения – схватывать и манипулировать конечностями, оказывая медицинскую и другую помощь людям, а также выполняя деликатные задачи или контактируя с чувствительными биологическими тканями.
Созданные The Creative Machines Lab синтетические мышцы просты в изготовлении, имеют низкую себестоимость и экологически безопасны. Производство включает сочетание силиконового каучука с этанолом, образующим вместе пузырчатый материал с эластичными свойствами и экстремальными характеристиками устойчивости.
Напечатанные на 3D-принтере искусственные мышцы желаемой формы приводятся в действие с помощью тонкого резистивного провода, по которому проводится напряжение в 8 Вольт. Синтетические мышцы от The Creative Machines Lab уже прошли испытания в различных роботах, доказав свое значительное превосходство к расширению и сжатию: данный материал способен к расширению до 900% при электрическом нагреве до 80 градусов по Цельсию. Оперируя данными свойствами материала, ученые создали компьютерный блок управления, который позволяет использовать такие мышцы для передвижения, имитируя работу мягких биологических мышц.
«Мы добились больших успехов в создании роботов, но они все еще примитивны», – комментирует новую разработку профессор машиностроения Колумбийского университета, Ход Липсон. «Это большая часть головоломки и мы преодолели одно из последний препятствий на пути к созданию реалистичных роботов».
Видео | Синтетические мышцы в действии
По материалам: designboom.com.
