Et team av forskere fra Columbia University's School of Engineering and Applied Sciences har utviklet en ny type syntetisk myk muskel som kan produseres ved hjelp av 3D-utskriftsteknologi. Materialet viste seg å være veldig sterkt og tåler en vekt som er 1000 ganger større enn sin egen, og grensen for elastisk deformasjon (tøying) energi er 15 ganger høyere sammenlignet med vev av ekte muskler.
Materialet krever ikke bruk av en ekstern kilde for å kontrollere trykk, som ofte finnes i andre eksisterende løsninger som er avhengige av energien til pneumatisk eller hydraulisk oppblåsing (inflasjon). Disse komponentene har en tendens til å ta mye plass, noe som gjør dem vanskelig å bruke når man bygger maskiner der kompaktitet og uavhengighet er viktig.
Grunnlaget for syntetiske muskler er silikongummi, som har en porøs struktur fylt med etanol. Materialet drives av en lav strøm elektrisk strøm som overføres gjennom meget tynne ledninger med høy motstand.
Syntetisk muskel før og etter aktivering
"Vi har gjort noen fremskritt med å lage en digital hjerne for roboter, men kroppene deres er fortsatt på et primitivt nivå," kommenterte Hod Lipson, professor i maskinteknikk, som ledet prosjektet.
“Dette er en stor del av puslespillet, og akkurat som biologi, kan syntetiske muskler designet og ta form på tusen forskjellige måter. Vi begynner å overvinne en av de siste hindringene som forhindret etableringen av realistiske roboter."
Nye syntetiske muskler kan være til stor nytte i design og produksjon av såkalte "myke" roboter. De siste årene har det vært enorme fremskritt med å lage maskiner utstyrt med evnen til å utføre mange delikate oppgaver. Imidlertid er det fortsatt mange aktiviteter som solide roboter ikke kan utføre.
Å fange og manipulere objekter krever et nivå av fingerferdighet og fleksibilitet som dagens teknologi ikke kan gi. Nye materialer, som det som er diskutert i denne artikkelen, vil gjøre det mulig å lage roboter som er i stand til å manipulere myke og små gjenstander uten å skade dem.
Kampanjevideo:
Maskiner som bruker slike teknologier, vil kunne gi pålitelig hjelp til en person i arbeid i situasjoner der det kreves delikate handlinger, for eksempel innen medisin. Det er ganske mulig at slike materialer begynner å bli brukt allerede i den nye generasjonen proteser, som vil kunne gi et kontrollnivå mye høyere enn dagens proteser.
Nå planlegger forskere ved Columbia University å forbedre syntetiske muskler og erstatte de brukte høymotstandsledningene med høyt ledende materialer for å øke hastigheten og effektiviteten til muskelrespons.
Nikolay Khizhnyak
