Маленькая, но сильная... Искусственная мышца, разработанная итальянскими учеными, способна, согласно их последним исследованиям, поднимать вес, в 1000 раз превышающий ее собственный. Секрет этой прочности заключается в смоле, выбранной для его изготовления, а также в дизайне структуры "мышцы".
Исследования этой команды из Итальянского технологического института основаны на особом типе приводов. Так называемый "привод" - это устройство, которое преобразует сигнал и энергию в движение. В данном случае это пневматический механизм, способный сокращаться и расслабляться, подобно мышце.
"Хотя искусственные приводы достигли эффективности сокращения мышц, универсальность и грациозность движения, достигаемые сложными мышечными механизмами, остаются в значительной степени непревзойденными", — отмечают ученые в своей исследовательской статье, опубликованной в журнале Science Robotics.
Поэтому они создали устройство, которое имитирует некоторые характеристики мышц. Они назвали свое творение "GeometRy based Actuators that Contract and Elongate" или GRACE. Они использовали специальную смолу, которая придает приводу большую гибкость и прочность. С помощью 3D-печати из этого материала была сформирована мышца. Еще одной особенностью является то, что GRACE была разработана в цельном виде. Нет деталей, которые нужно собирать. Вместо этого исследователи создали эту округлую форму с большой точностью, следуя точной математической модели, которую они создали заранее. Складки, встроенные в мембрану, обеспечивают оптимальное растяжение и сокращение, придавая искусственной мышце большую силу и гибкость.
8 кг нагрузки для 8-граммовой мышцы
Используя этот метод, ученые утверждают, что им удалось создать 8-граммовый привод, способный поднимать до 8 кг груза. Это в 1 000 раз больше собственного веса, что является значительным достижением.
Затем команда продолжила эксперименты, объединив несколько таких приводов. Чтобы создать то, что похоже на роботизированную руку, они собрали не менее 18 приводов разных размеров. Как видно на видео ниже, рука могла двигаться довольно плавно. Используя нужные приводы по мере необходимости, ученые смогли заставить ее выполнять различные виды движений. Таким образом, рука может сгибать пальцы, одновременно или по отдельности, поворачивать запястье, поворачивать ладонь под разными углами...
Однако исследователи все еще работают над улучшением свойств своей искусственной мышцы. В частности, они рассчитывают на новые смолы, которые могут быть разработаны в будущем, особенно с улучшенными тяговыми свойствами, чтобы еще больше расширить возможности этого типа 3D-печатных устройств.
