Созданы искусственные мускулы, поднимающие вес в 1000 раз тяжелее их самих

Мягкие но сильные «мимускулы-оригами».

Технологии так называемой мягкой робототехники позволяют машинам передвигаться такими способами, которые скопированы со способов передвижения различных видов живых организмов. Однако, увеличение гибкости и эластичности робототехнических устройств обычно означает уменьшение их силы, что накладывает некоторые ограничения на ширину области их практического использования.

Созданы искусственные мускулы, способные поднять вес, в 1000 раз превышающий их собственный

Структурная геометрия искусственного скелета мышц определяет движение этих мышц | Фото: wyss.harvard.edu / Shuguang Li / Wyss Institute at Harvard University

Решение этой проблемы нашли исследователи из Лаборатории информатики и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института и Института Вайса Гарвардского университета.

Созданные ими искусственные мускулы-оригами позволят мягким роботам поднимать вес, в тысячу раз превышающий их собственный вес. Один такой мускул, весом в 2,6 грамма, способен поднять груз, весом в 3 килограмма, что сопоставимо с новорожденным ребенком, поднимающим автомобиль.

Новые искусственные мускулы состоят из внутреннего пластикового «скелета», окруженного герметичной оболочкой. В полости внутри этих мускулов можно закачать воздух или воду под давлением, или создать там вакуум. Это, в свою очередь, заставляет мускул двигаться, развивая достаточно высокое усилие.

Для работы таких искусственных мускулов не требуется внутреннего источника энергии, а вид совершаемого движения определяется строением внутреннего «скелета» и задается еще на этапе производства.

Используя разработанную ими технологию, исследователи создали несколько видов мягких роботов, робота-манипулятор, который может поднять предмет с земли, свиться в спираль и сжаться к размеру в 10 процентов от его нормального размера.

Такие искусственные мускулы могут быть изготовлены из растворимого в воде полимера, который просто исчезнет после выполнения роботом поставленной задачи, не нанеся урона окружающей среде.

Стоит отметить, что члены исследовательской группы сами оказались удивлены возможностями и эффективностью разработанной ими технологии.

«Мы не ожидали, что созданные нами мускулы будут столь сильны. Мы, конечно, рассчитывали, что они смогут поднимать вес, превышающий возможности других мягких роботов, но мы совершенно не рассчитывали на тысячекратное превосходство.

И теперь перед нами открываются широкие возможности по созданию роботов, обладающих суперсилами», — рассказывает Даниэла Рус, директор лаборатории CSAIL.

Используя новую технологию можно создавать искусственные мускулы, размерами от нескольких миллиметров до метра. Используя специализированный трехмерный принтер один искусственный мускул может быть изготовлен менее, чем за 10 минут, а его стоимость не будет превышать одного доллара.

Помимо мягкой робототехники, новые искусственные мускулы и принципы, на которых они основаны, могут быть использованы для создания зондов, способных исследовать самые глубокие места в Мировом океане, медицинских устройств, которые позволят производить минимально инвазивные хирургические вмешательства и даже для создания архитектурных элементов, которые снабдят здания и сооружения возможностью изменять свою форму в определенных пределах.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.