Исследователи ещё на один шаг приблизились к созданию человекоподобных роботов. Команда из Колумбийского университета (США) создала для них мышцы, максимально приближенные к настоящим.
Это не первый случай, когда роботов наделяют настоящими человеческими способностями. К примеру, они уже обрели «кожу», которая чувствительна к теплу и имеет тактильную память. При желании её даже можно снабдить волосоподобными датчиками и оптическими нервами.
Теперь настал черёд искусственных мышц. Исследовательская группа во главе с профессором Ходом Липсоном (Hod Lipson) представила синтетическую мягкую мускулатуру, распечатанную на 3D-принтере. Это единственная в своём роде искусственная активная ткань, имеющая способность к внутреннему расширению.
Ранее инженерам не удавалось добиться такого эффекта, чтобы материал функционировал как мягкая мышца. Существующие технологии обычно основаны на пневматическом или гидравлическом воздействии, при котором эластомерные ткани имеют крошечные пузырьки и расширяются в условиях подачи воздуха или жидкости (когда пузырьки заполняются и опустошаются).
Для таких технологий нужны внешние компрессоры и оборудование для регулирования давления. А это значит, что о миниатюрных роботах, которые смогут двигаться и работать независимо, можно было лишь мечтать.
В данном случае для создания искусственных мышц ведущий автор работы Аслан Мириев (Aslan Miriyev) использовал силиконовую резину и распределил по всему материалу микропузырьки этанола. Все материалы дёшевы и экологически безопасны, а ткани просты в изготовлении и очень эластичны, поясняют учёные.
Материал распечатывается на 3D-принтере сразу в желаемой форме, а затем приводится в действие при помощи резистивного провода, через который пускается небольшое напряжение (всего 8 вольт).
Новые мышцы уже прошли испытания, «породнившись» с несколькими различными роботизированными устройствами. Тесты показали, что при электрическом нагревании до 80 градусов по Цельсию материал способен расширяться на 900%. При этом такая мышца способна поднимать предметы, которые весят в тысячу раз больше, чем она сама.
Кстати, новый материал подходит для устройств практически любой конструкции, добавляют специалисты.
«Мы добились больших успехов в создании роботов, но они всё ещё примитивны. Как и в биологии, есть тысяча способов, чтобы сформировать и изменить новый силовой привод (то, что приводит в действие) для них. Решая эту задачу, мы стремимся к созданию максимально реалистичных роботов. Наш мягкий функциональный материал может толкать, тянуть, изгибать, крутить и поднимать предметы «, — рассказывает Липсон.
По его мнению, человекоподобные роботы, на создание которые инженеров вдохновляют живые организмы, являются наиболее перспективными для самых различных областей применения. Они смогут взаимодействовать с людьми в производстве и здравоохранении. Основное преимущество такой техники – способность работать с хрупкими предметами. В отличие от жёстких роботов, их мягкие собратья смогут копировать естественное движение захвата и манипуляции.
Более подробное описание разработки содержится в статье, которая была опубликована в журнале Nature Communications.
Добавим, что ранее мы рассказывали о том, как моллюски «подарили» свои мышцы крошечным напечатанным роботам.
Автор: Юлия Воробьёва