Columbian yliopiston teknillisen korkeakoulun tutkijaryhmä on kehittänyt uuden tyyppisen synteettisen pehmeän lihaksen, joka voidaan tuottaa 3D-tulostustekniikalla. Materiaali osoittautui erittäin vahvaksi ja kestää 1000 kertaa suuremman painon kuin sen oma, ja sen elastisen muodonmuutoksen (venytys) energian raja on 15 kertaa korkeampi kuin todellisten lihasten kudoksissa.
Materiaali ei vaadi ulkoisen lähteen käyttöä paineen säätämiseen, mikä esiintyy usein muissa olemassa olevissa ratkaisuissa, jotka perustuvat pneumaattisen tai hydraulisen täyttämisen energiaan (inflaatio). Nämä komponentit vievät yleensä paljon tilaa, mikä tekee niistä hankalia käyttää rakennettaessa koneita, joissa kompakti ja itsenäinen ovat tärkeitä.
Synteettisten lihasten perusta on silikonikumi, jonka huokoinen rakenne on täytetty etanolilla. Materiaalia ohjaa pienitehoinen sähkövirta, joka välitetään hyvin ohuiden, erittäin kestävien johtojen kautta.
Synteettinen lihas ennen käyttöä ja sen jälkeen
"Olemme saavuttaneet jonkin verran edistystä digitaalisten aivojen luomisessa robotteille, mutta heidän ruumiinsa ovat edelleen alkeellisella tasolla", kommentoi projektia johtava konetekniikan professori Hod Lipson.
”Tämä on iso palapelin pala, ja aivan kuten biologia, suunnitellut synteettiset lihakset voivat ottaa ja muodostaa tuhansella eri tavalla. Olemme alkaneet voittaa yhden viimeisistä esteistä, jotka estivät realististen robottien luomisen."
Uusista synteettisistä lihaksista voi olla suurta hyötyä niin kutsuttujen "pehmeiden" robottien suunnittelussa ja valmistuksessa. Viime vuosina on tapahtunut valtavaa edistystä sellaisten koneiden luomisessa, joilla on kyky suorittaa monia herkkiä tehtäviä. Kuitenkin on vielä monia toimintoja, joita kiinteät robotit eivät voi suorittaa.
Esineiden sieppaaminen ja käsittely vaatii näppäryyttä ja joustavuutta, jota nykyinen tekniikka ei pysty tarjoamaan. Uudet materiaalit, kuten tässä artikkelissa käsitelty materiaali, mahdollistavat robottien luomisen, jotka pystyvät käsittelemään pehmeitä ja pieniä esineitä vahingoittamatta niitä.
Mainosvideo:
Tällaisia tekniikoita käyttävät koneet pystyvät tarjoamaan luotettavaa apua työssä oleville henkilöille tilanteissa, joissa tarvitaan arkaluonteisia toimia esimerkiksi lääketieteessä. On täysin mahdollista, että tällaisia materiaaleja ryhdytään käyttämään uuden sukupolven proteeseissa, jotka pystyvät tarjoamaan valvonnan tason paljon korkeammalle kuin nykyiset proteesit tarjoavat.
Nyt Columbian yliopiston tutkijat suunnittelevat parantavansa synteettisiä lihaksia ja korvaavan käytetyt korkean resistanssin johtimet erittäin johtavilla materiaaleilla lihasten vasteen nopeuden ja tehokkuuden lisäämiseksi.
Nikolay Khizhnyak