Исследователи из Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института и Политехнического университета Бари разработали новые бесшумные искусственные мышечные волокна для роботов, потенциально преобразующие движения роботов и носимые вспомогательные устройства. Технология, известная как мышцы с электрофлюидными волокнами, подробно описана в статье, опубликованной в журнале Science Robotics.
Исследовательская группа, возглавляемая аспирантом Массачусетского технологического института Озгуном Киличем Афсаром и профессором Политехнического университета Бари Вито Качуччиоло, объединяет две технологии: тонкие приводы МакКиббена и миниатюрные электрогидродинамические (ЭГД) насосы. Эта система позволяет передвигаться без двигателей или внешних насосов и устраняет ограничения, с которыми ранее сталкивались мягкие роботы с жидкостным приводом.
Насосы EHD работают путем создания давления в герметичном отсеке для жидкости, что позволяет передвигаться без каких-либо механических частей. Каждый насос EHD легкий, весит всего несколько граммов и по толщине сравним с зубочисткой. Используя антагонистическую конструкцию, при которой один исполнительный механизм сокращается, а другой расслабляется, система имитирует взаимодействие мышц человека.
Афсар заявил: «Мы выбрали эту конфигурацию не просто ради биомимикрии, а потому, что нам нужен был способ хранить жидкость внутри структуры мышц». Такая конфигурация устраняет необходимость во внешнем резервуаре для жидкости, что ограничивает применение роботов с жидкостным приводом за пределами лабораторных условий.
Волокна могут быть расположены в различных конфигурациях, напоминающих биологическую мышечную ткань, что обеспечивает более плотную упаковку в роботизированных системах. Демонстрация технологии включала в себя пару бицепс-трицепс, которая управляла напечатанной на 3D-принтере рукой робота, и рычаг, способный запускать объекты всего за 100 миллисекунд.
Герберт Ши, профессор Федеральной политехнической школы Лозанны, назвал эту работу значительным достижением в области мягкого срабатывания. Он отметил: «Отсутствие движущихся частей в насосе делает эти мышцы бесшумными, что является большим преимуществом для протезов и вспомогательной одежды».
Команда MIT-Politecnico ожидает, что эти искусственные мышцы можно будет использовать в различных целях: от экзоскелетов, предназначенных для подъема тяжелых грузов, до устройств, предназначенных для восстановления ловкости. Какуччиоло добавил: «Везде, где используются гидравлические приводы или где инженеры хотят заменить внешние насосы внутренними, эти принципы проектирования могут применяться в широком спектре роботизированных систем с жидкостным приводом». Исследование получило поддержку Европейского исследовательского совета и консорциума MIT Media Lab.
<час />
