Umelé svaly s rukami: výroba a vlastnosti

Moderné roboty vie poradiť. Ale zároveň sú ďaleko od ľudského ľahkosťou a eleganciou pohybu. A vinu za to - nedokonalé umelé svaly. Vedci v mnohých krajinách sa snažia tento problém vyriešiť. Tento článok bude venovaný stručný prehľad svojich úžasných vynálezov.

Polymérna svaly Singapurom vedci

Krok smerom k väčšej humanoidných robotov nedávno robil vynálezca z National University of Singapore. Dnes Androidi ťažké váhy ťah zo strany prevádzky hydraulických systémov. Významný negatívny minulosť - malá rýchlosť. Umelé svaly pre roboty je reprezentovaná singapurských vedcov cyborg umožní nielen na zdvíhanie predmetov, ktoré sú 80 krát ťažšie ako ich vlastná hmotnosť, ale aj na to tak rýchlo, ako človek.

Inovatívny dizajn, dlho pretiahnuť až päťkrát, pomáha "bypass" roboti dokonca mravce, ktoré sú známe, môžu niesť objekty až 20krát ťažšie ako váhou svojich vlastných buniek. Polymérna svaly majú nasledujúce výhody:

• flexibility;
• štrajkujúci silu;
• flexibility;
• schopnosť meniť svoj tvar po dobu niekoľkých sekúnd;
• premeniť kinetickú energiu na elektrickú energiu.

Avšak, v rovnakej dobe, vedci nebudú nekončí - v rámci svojich plánov na vytvorenie umelé svaly, ktoré by umožnili robot zdvihnúť náklad, je 500-krát ťažšie ako on!

Otvorenie Harvard - svaly elektródami a elastoméru

Vynálezcovia, ktorí pracujú v škole aplikovanej a inžinierstva, Harvard University, predložila kvalitatívne nové umelé svaly pre takzvané "mäkké" robotov. Podľa vedcov, ich potomkovia, ktorý sa skladá z mäkkého elastomeru a elektródami, ktorej zloženie z uhlíkových nanotrubíc, vo svojich kvalitách nie sú horšie ako ľudského svalu!

Všetky existujúce dnes roboty, ako už bolo spomenuté, sú založené na jednotkách, ktorých mechanizmus - v hydraulike alebo pneumatiky. Takéto systémy pracujú tlakovým vzduchom alebo reakciu chemikálií. Nie je možné zostrojiť robota, ako je mäkké a rýchlo ako muži. Harvard vedci eliminovať tento nedostatok tým, že vytvorí novú koncepciu umelých svalov pre roboty.

Nové "svaly" Kyborgové - štruktúra viacvrstvová, v ktorom elektródy nanotrubice Clark v laboratóriu, ktoré sú vedené horné a dolné vrstvy pružného elastoméru, je kreatívneho myslenia vedcov z University of California už. Tieto svaly sú ideálne pre "mäkké" androidov a laparoskopických nástrojov v chirurgii.

Na tomto pozoruhodnom vynálezu, vedci Harvard nezastavil sa tam. Jeden z ich najnovší vývoj - to Biorobot-rampa. Jeho komponenty - buniek srdcového svalu u potkanov, zlato a kremík.

Vynález Bauhmana skupiny: jedna druhom artificiálního svalov na báze uhlíkových nanotrubíc

V roku 1999 v austrálskom mestečku Kirchberg na 13. zasadnutí Medzinárodnej Zimná škola elektronických vlastností inovatívnych materiálov, urobili prezentáciu vedec Ray Bauhman pracuje v spoločnosti Allied Signal a vedúci medzinárodného výskumného tímu. Jeho posolstvo bolo tému umelých svalov.

Vývojári pod Ray Bauhmana schopné poskytovať uhlíkové nanotrubice v podobe listov nanopaper. Trubičky v tomto vynáleze, sú silne previazané a zapletá medzi sebou. Ona nanopaper jeho vzhľad sa podobal obvyklá - bolo možné držať v ruke, nakrájame na prúžky a kusy.

Experiment skupina myseľ bola veľmi jednoduchá - vedci spojené s rôznymi kúskami nanopaper stranách lepiacou páskou a posúva dizajn v soľnej vodivého roztoku. Potom, čo bol zaradený slabovoltnaya batérie, obaja nanobelts predĺžili, najmä ten, ktorý bol pripojený k zápornému pólu elektrických akumulátorov; potom zvlnený papier. Model umelého fungovanie svalov.

Bauhman sa verí, že jeho vynález po kvalitatívnej modernizácii významne zmeniť robotiku, pretože tieto uhlíkové svaly počas flexia / extenzia vytvorenie elektrického potenciálu - výrobe energie. Okrem toho svalstvo je trikrát silnejšie ako človek môže pracovať pri extrémne vysokých i nízkych teplotách, za použitia ich práca nízkej intenzity elektrického prúdu a napätia. Je celkom možné, jej aplikácie a protetické ľudskej sval.

University of Texas: umelé svaly vlasec a šijacie nite

Jedným z najviac zarážajúce je dielom vedeckých skupín z University of Texas, ktorý sa nachádza v Dallase. Podarilo sa jej získať model umelého svalu v sile a moci pripomínajúce tryskový motor - 7,1 hp / kg! Tieto svaly sú stokrát silnejšie a produktívneho človeka. Ale najviac prekvapujúce vec je, že sú vyrobené z primitívnych materiálov - vysoké lešenie polymérne a šijacie nite.

Stravovanie tieto svaly - je pokles teploty. Poskytuje šijacie nite potiahnuté tenkou vrstvou kovu. Avšak, v budúcnosti roboti svaly môžu živí ich teplotných zmien prostredia. Táto funkcia, mimochodom, možno ho použiť na prispôsobenie sa počasie oblečenia a ďalších podobných zariadení.

Ak máte otočiť polymér v rovnakom smere, bude to výrazne zmenšiť pri zahriatí a rýchlo expandovať, keď sa ochladí, ale v prípade, že iný - to je zásadným rozpore. Také naivné štruktúra môže, napríklad, pre otáčanie rotora pri otáčkach markeru 10 tis. Ot / min. Navyše, tieto umelé svaly vlasec je to, že môže byť znížená na 50% svojej pôvodnej dĺžky (iba 20 ľudský%). Okrem toho sa vyznačujú pozoruhodnou vytrvalosť - to svalstvo nie je "unavený" aj po miliónte opakovaní akcie!

Z Texasu do Amor

Otvorenie vedcov z Dallasu inšpiroval mnoho vedcov z celého sveta. Úspešne zopakovať svoje skúsenosti, bol však iba jeden robotiku - Alexander Nikolajevič Semochkin, vedúci Laboratória informačných technológií na Bieloruskej štátnej pedagogickej univerzity.

Spočiatku, vynálezca trpezlivo čakal na nové články vo vede o masovej zavedenie do praxe tohto vynálezu americkými náprotivkami. Vzhľadom k tomu nedošlo, sibírsky vedec rozhodol so svojimi priaznivcami zopakovať skvelý zážitok a vytvoriť si vlastnou rukou umelé svaly vyrobené z medeného drôtu a rybárskym vlascom. Ale beda, ktorého kópia sa ukázal ako neudržateľný.

Vzorom "Skolkovo"

Späť do takmer opustenej pokusy Aleksandra Semochkina robil veci - vedec padlo na robotehnicheskuyu konferencii v "Skolkovo", kde sa stretol s podobne zmýšľajúcimi z Zelenograd, "Neyrobotiks" vedúcej spoločnosti. Ako sa ukázalo, že inžinieri spoločnosti sa tiež podieľa na tvorbe svalov lesa, čo je celkom životaschopný.

Po návrate domov, Alexander s novými silami začal pracovať. Počas šiestich týždňov sa mu podarilo nielen zbierať uskutočniteľné umelé svaly, ale tiež vytvoriť stroj pre ich skrúteniu, ktorý robil cievky s vlascom je prísne opakovať.

Annunciation umelé svaly

Ak chcete vytvoriť päť centimetrov svalovú A. N. Semochkinu potrebovať niekoľko metrov drôtu a 20 cm obyčajný vlasec. Aparát "výrobu" svalov, mimochodom, tlačený 3D tlačiarni, skrúti paži po dobu 10 minút. Potom polovica hodiny štruktúra je umiestnená v peci horiace až + 180 ° C.

Actuate ako sval je možné pomocou elektrického prúdu - stačí pripojiť zdroj na drôt. V dôsledku toho sa začne zahrievať a odovzdávať svoje teplo do vlasec. Posledné natiahnuté alebo zníži - v závislosti od typu svalu, ktorý stočené stroj.

plány pre vynálezca

Nový projekt Aleksandra Semochkina - "učil" svaly sa rýchlo vráti do pôvodného stavu. To môže pomôcť k rýchlemu ochladzovaniu prívodného drôtu - vedec predpokladá, že tento proces bude prebiehať pod vodou rýchlejšie. Po prijatí podobný svalu, ktorá je prvou svojho majiteľa bude Iskanderus - antropomorfné robot BSPU.

Vedec nevedie svoj vynález tajomstvo - vyložia videá na Youtube "" a chystá sa napísať článok s podrobným návodom na vytvorenie auta, svalové krútenie vlasca a drôtu.

Čas nie je v pokoji - umelé svaly, ktoré sme vám povedali, už používa v chirurgii pre endo- a laparoskopické chirurgii. A v laboratóriu, "Disney" s ich účasťou získali fungujúci ruku.