Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Команды инженеров со всего света постоянно соревнуются в создании мощных, быстрых и умных роботов, но какой бы совершенной ни была человекоподобная машина, её почти наверняка будут выдавать механические движения. Мышечная система у людей устроена намного сложнее. Но некоторым учёным всё же удаётся поставить шах природе в вопросах эффективности некоторых систем.
Команда из Национального университета Сингапура (NUS) недавно представила свою последнюю разработку — сверхсильную и эластичную искусственную мышцу.
В большинстве случаев робототехники и инженеры пытаются достичь совершенства биологических тканей, и потому большинство систем из искусственных мышц могут растягиваться до трёх раз и выдерживать до половины собственного веса — столько же, сколько и в среднем у людей.
«Материалы, из которых состоит наша искусственная мышца, имитируют деятельность настоящих человеческих тканей. Они мгновенно реагируют на электрический импульс, тогда как гидравлические механизмы, используемые в современной робототехнике, крайне медлительны», — рассказывает главный разработчик Адриан Кох (Adrian Koh). Инженер добавил, что главной его целью было превзойти природу в мастерстве создания мышечной ткани.
«В прошлом году мы с коллегами подсчитали, что в теории полимерные мышцы, которым сообщается электрический импульс, должны растягиваться в 10 раз и выдерживать до 500 единиц своего веса. Я сказал своей команде, что необходимо стремиться к этому идеалу, как бы безумно ни звучали мои слова», — пишет Кох в пресс-релизе.
Помимо поразительной гибкости и силы разработка сингапурских учёных может похвастаться ещё одним достоинством. Движения и сокращения искусственных мышц приводит к производству «побочного продукта» — энергии, которую можно конвертировать из механической в электрическую. В силу природных свойств используемых материалов они способны удерживать довольно большое количество энергии.
«Опять же в теории если создать электрогенератор из наших искусственных мышц, то 10 килограммов такой конструкции смогут производить то же количество энергии, что и электрическая турбина весом в одну тонну», — добавил Кох.
Таким образом, можно сказать, что робот, оснащённый искусственными мышцами, станет энергетически автономным после короткого периода подзарядки, который будет длиться всего минуту.
В ближайшие 3-5 лет Кох и его коллеги планируют создать робототехническую руку с использованием искусственных мышц. По словам учёных, она должна быть практически неотличима от настоящей, но при этом будет в десятки раз сильнее.
Добавим, что в июне 2013 года на третьей Международной конференции по разработкам электромеханических полимерных преобразователей и искусственных мышц (EuroEAP) Кох был награждён престижной премией, которая ежегодно вручается перспективным учёным за вклад в эту область инженерии.