Mușchi artificiali cu mâinile lor: producție și caracteristici

Roboții moderni pot face multe. Dar ele sunt departe de ușurința umană și de mișcările grațioase. Și vina este mușchii artificiali imperfectă. Oamenii de știință din multe țări încearcă să rezolve această problemă. Articolul va fi dedicat unei scurte revizuiri a invențiilor uimitoare ale acestora.

Mușchi polimeri de la oamenii de știință din Singapore

Treceți la mai mult roboți antropoizi au făcut recent inventatorii Universității Naționale din Singapore. Astăzi grelele greutăți Android se mișcă datorită funcționării sistemelor hidraulice. Un dezavantaj semnificativ al acestuia din urmă este o viteză mică. Muzica artificiala pentru roboti, prezentata de oamenii de stiinta din Singapore, permite cyborgilor nu numai sa ridice obiecte care sunt de 80 de ori mai grele decat greutatea proprie, ci si sa o faca cat mai repede ca o fiinta umana.

Design inovator, lung se întind până la cinci ori, ajută la „by-pass“ roboți chiar și furnici, care sunt cunoscute, pot transporta obiecte de până la 20 de ori mai grele decât greutatea propriilor lor celule. Mușchii polimeri au următoarele avantaje:

• flexibilitate;
• puterea izbitoare;
• flexibilitate;
• abilitatea de a-și schimba forma în câteva secunde;
• capacitatea de a transforma energia cinetică în energie electrică.

Totuși, oamenii de știință nu se vor opri în această privință - în planurile lor de a crea mușchi artificiali, ceea ce ar permite robotului să ridice sarcina, de 500 de ori mai greu decât el însuși!

Discovery de la Harvard - mușchii din electrozi și din elastomer

Inventatorii care lucrează la Școala de Științe Aplicate și Inginerie de la Universitatea Harvard au prezentat mușchii artificiali calitativ noi pentru așa-numitele roboți "moi". Potrivit oamenilor de știință, descendenții lor, constând dintr-un elastomer moale și electrozi, în a cărui compoziție carbon nanotuburi, prin calitățile sale nu este inferior musculaturii umane!

Toți cei existenți pentru roboți de astăzi, așa cum am menționat deja, au în bază unități ale căror mecanisme sunt hidraulice sau pneumatice. Aceste sisteme funcționează prin intermediul aerului comprimat sau al reacțiilor chimice. Acest lucru nu vă permite să proiectați un robot care este la fel de moale și rapid ca un om. Oamenii de știință de la Harvard au eliminat acest neajuns, creând un concept calitativ nou de mușchi artificiali pentru roboți.

Noile „mușchi“ cyborgi - o structură cu mai multe straturi, în care electrozii nanotuburilor de Clark in laborator, condus de straturile superioare și inferioare ale elastomer flexibil, este ideea de oameni de știință de la Universitatea din California deja. Astfel de mușchi sunt ideali atât pentru androizi "moi" cât și pentru instrumente laparoscopice în chirurgie.

Pe această invenție remarcabilă, oamenii de știință de la Harvard nu s-au oprit. Una dintre cele mai recente evoluții este un biorobot-skate. Componentele sale sunt celulele musculare cardiace din șobolan, aur și silicon.

Invenția grupului Bauchmann: un alt tip de mușchi artificiali pe bază de nanotuburi de carbon

În 1999, în orașul australian Kirchberg, la reuniunea a 13-a Scolii Internationale de Iarna pe proprietățile electronice ale materialelor inovatoare, a făcut un om de știință de prezentare Ray Bauhman care lucrează în cadrul companiei Allied Signal și șeful echipei de cercetare internațională. Mesajul său se referea la realizarea de mușchi artificiali.

Dezvoltatorii în cadrul lui Ray Bauchmann ar putea prezenta nanotuburi de carbon sub formă de foi de nanoparticule. Tuburile din această invenție au fost în toate posibilitățile interconectate și interconectate. Nano-hârtia în sine arăta ca de obicei - ar putea fi ținută în mâini, tăiată în benzi și bucăți.

mintea grup Experimentul a fost foarte simplu - cercetatorii atasate la diferite piese nanopaper părți bandă adezivă și a scăzut de proiectare în soluție conductor clorhidric. După baterie slabovoltnaya a fost inclus, ambele nanobelts lungit, mai ales cel care a fost conectat la polul negativ elektrobatarei- apoi curbată. Modelul muschiului artificial a funcționat.

Sam Bauhman consideră că invenția sa după un upgrade calitativ va schimba semnificativ robotica, deoarece astfel de mușchi de carbon cu flexiune / extensie creează un potențial electric - produc energie. În plus, un astfel de mușchi este de trei ori mai puternic decât un om, poate funcționa la temperaturi extrem de ridicate și joase, folosind pentru munca sa un curent și tensiune scăzute. Este foarte posibil să se folosească pentru protezele musculare umane.

Universitatea din Texas: mușchii artificiali din linia de pescuit și firul de cusut

Una dintre cele mai izbitoare este lucrarea unui grup academic de la Universitatea din Texas, care se află în Dallas. Ea a reușit să obțină un model de musculatură artificială, cu putere și putere asemănătoare cu un motor cu reacție - 7,1 hp / kg! Astfel de mușchi sunt sute de ori mai puternici și mai productivi decât cei umane. Dar cel mai surprinzător lucru este că au fost construite din materiale primitive - linia de pescuit de înaltă rezistență din polimer și fir de cusut.

Nutriția unui astfel de mușchi este o scădere a temperaturii. Oferă firul de cusut, acoperit cu un strat subțire de metal. Cu toate acestea, în viitor, mușchii de roboți pot fi hrăniți din diferențele de temperatură ale mediului lor. Această proprietate, apropo, poate fi utilizată pentru hainele adaptate la vreme și alte dispozitive similare.

Dacă polimerul este răsucite într-o direcție, acesta se va contracta brusc atunci când se încălzește și se va extinde rapid după răcire, iar în celălalt se va întoarce în direcția inversă. O astfel de construcție simplă poate, de exemplu, să rotească rotorul general la o viteză de 10 mii rpm. Plus astfel de mușchi artificiali din linie sunt că pot reduce până la 50% din lungimea lor inițială (umană cu numai 20%). În plus, ele se disting prin rezistență uimitoare - acest mușchi nu este "obosit" chiar după un milion de repetări ale acțiunii!

De la Texas la Amur

Descoperirea unor oameni de știință din Dallas a inspirat mulți oameni de știință din întreaga lume. Cu succes, pentru a-și repeta experiența, cu toate acestea, a fost posibilă doar o singură robotică - Alexander Nikolaevich Semochkin, șeful laboratorului de tehnologii informatice la BSPU.

Inițial, inventatorul a așteptat cu răbdare articole noi din Știință despre introducerea masivă a invenției colegilor americani. Din moment ce acest lucru nu sa întâmplat, omul de știință Amur a decis cu oamenii săi simțitori să repete experiența minunată și să creeze mușchi artificiali de sârmă de cupru și linie de pescuit cu propriile mâini. Dar, din păcate, copia nu era viabilă.

Inspirație de la Skolkovo

Înapoi la experimentele aproape abandonate Semochkina Alexander a făcut caz - omul de știință a căzut pe conferința robotehnicheskuyu în „Skolkovo“, unde sa întâlnit cu ca-minded de la Zelenograd, „Neyrobotiks“ cap al companiei. După cum sa dovedit, inginerii acestei firme sunt, de asemenea, ocupați să creeze mușchii din pădure, care sunt destul de viabili.

Revenind la patria sa, Alexander Nikolayevich a început să lucreze cu o nouă forță. Timp de șase săptămâni, el a fost capabil să adune nu numai mușchi artificiali funcționale, dar, de asemenea, pentru a crea o mașină pentru răsucirea lor, care a făcut bobinele de linia de pescuit este strict repetabil.

Musculatura artificială a binelui

Pentru a crea un mușchi de cinci centimetri, AN Semochkin are nevoie de mai mulți metri de sârmă și 20 cm de linie de pescuit obișnuită. Aparatul pentru "producerea" mușchilor, în mod tipic, imprimat pe o imprimantă 3D, răsucește musculatura timp de 10 minute. Apoi, construcția este plasată timp de o jumătate de oră într-un cuptor încălzit la +180 grade Celsius.

Pentru a activa un astfel de mușchi poate fi cu ajutorul unui curent electric - este suficient să se conecteze sursa la fir. Ca rezultat, acesta începe să se încălzească și să transfere căldura pe linia de pescuit. Acesta din urmă este întins sau scurtat - în funcție de tipul de mușchi pe care mașina sa răsturnat.

Planurile inventatorului

Noul proiect al lui Alexander Semochkin este să "învețe" muschii creați să se întoarcă mai repede la starea inițială. Acest lucru poate fi ajutat de răcirea rapidă a firului de alimentare - omul de știință presupune că un astfel de proces va fi mai rapid sub apă. După obținerea unui astfel de mușchi, primul proprietar va fi Iskanderus - robotul antropomorfic BSPU.

Omul de știință nu păstrează invenția secretă - stabilește videoclipurile de pe „YouTube“ și intenționează să scrie un articol cu ​​instrucțiuni detaliate privind crearea de mașini, răsucirea musculare a liniei de pescuit și sârmă.

Timpul nu se oprește - mușchii artificiali, despre care v-am povestit, sunt deja utilizați în chirurgia chirurgicală endo-și laparoscopică. Și în laborator, "Disney", cu participarea lor, a adunat o mână funcțională.