Kunstige muskler med hendene: produksjon og funksjoner

Moderne roboter kan håndtere. Men på samme tid de er langt fra menneskelig letthet og nåde bevegelse. Og skylden for det - ufullkomne kunstige muskler. Forskere i mange land prøver å løse dette problemet. Artikkelen vil bli viet til en kort gjennomgang av deres fantastiske oppfinnelser.

Polymer musklene ved Singapore forskere

Skritt mot en mer menneskelignende roboter har nylig gjort oppfinnerne av National University of Singapore. Dag androids tungvektere trekk ved bruk av hydrauliske systemer. Betydelig negativ fortid - en liten hastighet. Kunstige muskler for roboter er representert ved singaporske forskere cyborg tillater ikke bare å løfte objekter som er 80 ganger tyngre enn sin egen vekt, men også for å gjøre det så fort som person.

Nyskapende design, lang strekke opp til fem ganger, hjelper det å "omgå" den roboter med maur, som er kjent, kan bære objekter opptil 20 ganger tyngre enn vekten av sine egne celler. Polymer musklene har følgende fordeler:

• fleksibilitet;
• slående styrke;
• fleksibilitet;
• evnen til å endre form i noen få sekunder;
• å konvertere kinetisk energi til elektrisk energi.

Men på samme tid, forskere kommer ikke til å stoppe der - i sine planer om å lage kunstige muskler som ville tillate roboten til å løfte en last, er 500 ganger tyngre enn ham!

Åpning av Harvard - musklene i elektrodene og elastomer

Oppfinnere som jobber i School of Applied and Engineering, Harvard University, presenterte et kvalitativt nye kunstige muskler for såkalte "myke" roboter. Ifølge forskerne, deres avkom, som består av en myk elastomer og elektrodene, hvis sammensetning av karbon nanorør, i sine egenskaper ikke er dårligere enn den menneskelige muskel!

Alle eksisterende dagens roboter, som allerede nevnt, er basert på stasjoner som mekanisme - en hydraulikk eller pneumatikk. Slike systemer opererer ved hjelp av komprimert luft eller reaksjon av kjemikalier. Det er ikke mulig å konstruere en robot, slik som myk og rask som en mann. Harvard-forskere har eliminert denne mangel ved å opprette et nytt konsept av kunstige muskler for roboter.

Den nye "muskler" cyborgs - en flerlagsstruktur hvor elektrodene til nanorørene ved Clark i laboratoriet, som drives av de øvre og nedre lag av fleksibel elastomer, er ideen av forskere fra University of California allerede. Disse musklene er ideell for både "myke" androider og for laparoskopisk instrumenter i kirurgi.

På denne bemerkelsesverdige oppfinnelse, gjorde Harvard forskere ikke stoppe der. En av deres siste utviklingen - det Biorobot-rampe. Komponentene - hjertemuskelceller hos rotter, gull og silicium.

Oppfinnelsen Bauhmana gruppe: en type av kunstige muskler basert på karbon nanorør

Tilbake i 1999 i den australske byen Kirchberg på det 13. møtet i International vinterskole på elektroniske egenskaper av innovative materialer, laget en presentasjon vitenskapsmann Ray Bauhman jobbe i selskapet Allied Signal og leder for det internasjonale forskerteamet. Hans budskap var tema for kunstige muskler.

Utviklere under Ray Bauhmana stand til å gi karbon nanorør i form av ark nanopaper. Tubuli i denne oppfinnelse er sterkt sammenflettet og viklet seg imellom. Hun nanopaper hans utseende lignet på vanlig - det var mulig å holde i hendene, kuttet i strimler og biter.

Eksperiment gruppe tankene var meget enkel - forskerne bundet til forskjellige stykker nanopaper sider selvklebende tape og falt utformingen i salt ledende løsninga. Etter slabovoltnaya batteri ble inkludert, begge nanobelts forlenges, særlig den som var forbundet med den negative pol av den elektriske batterier; deretter krøllet papir. Modell av kunstig muskel fungerer.

Bauhman seg mener at hans oppfinnelse etter den kvalitative moderniseringen betydelig trans robotikk, fordi slike karbon muskler under bøy / strekk skape et elektrisk potensial - produsere energi. I tillegg til denne muskulaturen er tre ganger sterkere enn et menneske kan operere ved ekstremt høye og lave temperaturer, ved hjelp av deres arbeid lav strømstyrke og spenning. Det er fullt mulig sine programmer og protese menneskelig muskel.

University of Texas: kunstige muskler i snøret og sytråd

En av de mest slående er et verk av vitenskapelige grupper fra University of Texas, som ligger i Dallas. Hun klarte å få en modell av kunstig muskel i styrke og kraft som minner om en jetmotor - 7,1 hk / kg! Disse musklene er hundrevis av ganger sterkere og mer produktivt menneske. Men det mest overraskende er at de er konstruert av primitive materialer - høy stillaset av en polymer og sytråd.

Måltider slike muskler - er temperaturfallet. Det gir en sytråd belagt med et tynt lag av metall. Men i fremtiden, Roboter muskler kan mate ut av sine omgivelser temperaturendringer. Denne funksjonen, forresten, det kan brukes til å tilpasse seg været klær, og andre lignende enheter.

Hvis man vrir på polymeren i den samme retning, det vil dramatisk krympe når det oppvarmes og ekspandere raskt ved avkjøling, men hvis det andre - det er fundamentalt imot. En slik naive struktur kan for eksempel, for å rotere rotoren med en hastighet som markør 10 tusen. Rev / min. Dessuten disse kunstige musklene i snøret er at de kan bli redusert til 50% av den opprinnelige lengde (human bare 20%). I tillegg er de preget av bemerkelsesverdig utholdenhet - denne muskulaturen er ikke "lei", selv etter at milliondel repetisjon av handlingen!

Fra Texas til Cupid

Åpning av forskere fra Dallas inspirert mange forskere fra hele verden. Vellykket gjenta sin erfaring, men var bare en robotikk - Alexander Nikolayevich Semochkin, leder av Laboratorium for informasjonsteknologi ved den hviterussiske stats pedagogiske universitet.

I utgangspunktet oppfinneren ventet tålmodig på nye artikler i Science om massen innføring i utøvelse av oppfinnelsen amerikanske kolleger. Siden dette ikke skjedde, bestemte Siberian vitenskapsmann med sine støtte gjenta en fantastisk opplevelse, og lage dine egne hender kunstige muskler laget av kobbertråd og fiskesnøre. Men, akk, en kopi viste seg å være uholdbar.

Inspirasjon av "SKOLKOVO"

Tilbake til nesten forlatte eksperimenter Aleksandra Semochkina gjort saken - forskeren falt på robotehnicheskuyu konferanse i "SKOLKOVO", der han møtte likesinnede fra Zelenograd, "Neyrobotiks" leder av selskapet. Som det viste seg, er ingeniørene i selskapet også engasjert i etableringen av musklene i skogen, noe som er ganske levedyktig.

Vel hjemme, Alexander med nye krefter begynte å jobbe. I seks uker var han i stand til å ikke bare samle gjennomførbar kunstige muskler, men også å skape en maskin for å vri dem, noe som gjorde sløyfene av fiskesnøre er strengt repeterbare.

Annunciation kunstige muskler

For å opprette en fem centimeter muskel A. N. Semochkinu trenger flere meter av tråd og 20 cm vanlig fiskesnøre. Apparatet i "produksjon" av muskler, for øvrig, trykte 3D-printer, vrir armen i 10 minutter. Deretter halv time konstruksjonen er anbrakt i en ovn for å brenne opp til 180 grader Celsius.

Trykk slik muskel er mulig ved hjelp av elektrisk strøm - det er nok å koble kilden til ledningen. Som et resultat, begynner det å varme opp og overføre sin varme til fiskesnøre. Siste strukket eller redusert - avhengig av typen av muskelen som vridd maskin.

planer for oppfinner

Det nye prosjektet Aleksandra Semochkina - "lært" av musklene returnerer raskt til sin opprinnelige tilstand. Dette kan bidra til rask kjøling av forsyningsledning - forskeren antar at denne prosessen vil foregå under vann raskere. Etter en tilsvarende muskel mottas, den første av dens eier vil Iskanderus - antropomorfisk robot BSPU.

Forskeren ikke holder sin oppfinnelse hemmelig - legger ut videoer på "Youtube" og planlegger å skrive en artikkel med detaljerte instruksjoner om hvordan du lager biler, muskel vridning av snøret og wire.

Tid ikke stå stille - kunstige muskler, som vi har fortalt dere, allerede brukt i kirurgi for endo- og laparoskopisk kirurgi. Og i laboratoriet, "Disney" med sin deltakelse har samlet en fungerende hånd.