Kunstige muskler med hænderne: produktion og funktioner

Moderne robotter kan håndtere. Men på samme tid, de er langt fra menneskelig lethed og ynde bevægelighed. Og skylden for, at - ufuldkomne kunstige muskler. Forskere i mange lande forsøger at løse dette problem. Artiklen vil blive afsat til en kort gennemgang af deres fantastiske opfindelser.

Polymer muskler ved Singapore forskere

Skridt mod en mere menneskelignende robotter har for nylig gjort opfinderne af National University of Singapore. I dag androider sværvægtere spil fra driften af hydrauliske systemer. Signifikant negativ fortid - en lille hastighed. Kunstige muskler til robotter er repræsenteret ved singaporeanske forskere cyborg tillader ikke alene at løfte objekter, der er 80 gange tungere end deres egen vægt, men også for at gøre det så hurtigt som person.

Innovativt design, lang strække op til fem gange, hjælper det at "bypass" de robotter endda myrer, som er kendt, kan bære genstande op til 20 gange tungere end vægten af deres egne celler. Polymer muskler har følgende fordele:

• fleksibilitet;
• slående styrke;
• fleksibilitet;
• evnen til at ændre sin form i et par sekunder;
• at omdanne den kinetiske energi til elektrisk energi.

Men på samme tid, forskerne vil ikke stoppe der - i deres planer om at skabe kunstige muskler, der ville tillade robotten til at løfte en last, er 500 gange tungere end ham!

Åbning af Harvard - musklerne i elektroderne og elastomer

Opfindere, der arbejder i School of Applied and Engineering, Harvard University, præsenterede et kvalitativt nye kunstige muskler til såkaldte "bløde" robotter. Ifølge forskerne, deres afkom, der består af en blød elastomer og elektroderne, hvis sammensætning af kulstof nanorør, i deres kvaliteter er ikke ringere end den menneskelige muskel!

Alle eksisterende i dag robotter, som allerede nævnt, er baseret på drev, hvis mekanisme - en hydraulik eller pneumatik. Sådanne systemer virker ved trykluft eller omsætning af kemikalier. Det er ikke muligt at konstruere en robot, såsom blødt og hurtig som en mand. Harvard forskere har fjernet denne mangel ved at skabe et nyt koncept af kunstige muskler til robotter.

De nye "muskler" cyborgs - en multi-lag struktur, hvor elektroderne af nanorør af Clark i laboratoriet, der drives af de øvre og nedre lag af fleksibel elastomer, er udtænkt af forskere fra University of California i forvejen. Disse muskler er ideelle til både "bløde" androider og til laparoskopisk instrumenter i kirurgi.

På denne bemærkelsesværdige opfindelse, har Harvard forskerne ikke stoppe der. En af deres seneste udvikling - det BioRobot-rampe. Dets komponenter - hjertemuskelceller i rotter, guld og silicium.

Opfindelsen Bauhmana gruppe: én slags kunstige muskler baseret på kulstof-nanorør

I 1999 i den australske by Kirchberg på det 13. møde i den internationale Winter School på de elektroniske egenskaber af innovative materialer, lavet en præsentation videnskabsmand Ray Bauhman arbejder i virksomheden Allied Signal og leder af det internationale forskerteam. Hans budskab var emnet for kunstige muskler.

Udviklere under Ray Bauhmana stand til at tilvejebringe kulstof nanorør i form af ark nanopaper. Tubuli i denne opfindelse er stærkt forbundne, og sammenfiltret indbyrdes. Hun nanopaper hans udseende lignede de sædvanlige - det var muligt at holde i deres hænder, skåret i strimler og stykker.

Eksperimentgruppen sind var meget enkel - forskerne knyttet til forskellige dele nanopaper sider klæbebånd og afleverede designet hos salt- ledende opløsning. Efter slabovoltnaya batteri var medtaget begge nanobelts forlænget, især den, der blev forbundet til den negative pol af de elektriske batterier; derefter krøllet papir. Model af kunstig muskel funktion.

Bauhman selv mener, at hans opfindelse efter den kvalitative modernisering betydeligt omdanne robotteknologi, fordi sådanne kulstof muskler under fleksion / ekstension skabe et elektrisk potentiale - producere energi. Ud over dette muskulatur er tre gange stærkere end et menneske kan fungere ved ekstremt høje og lave temperaturer, ved hjælp af deres arbejde lav strømstyrke og spænding. Det er meget muligt sine applikationer og proteser menneskelige muskel.

University of Texas: kunstige muskler i fiskesnøre og sytråd

En af de mest slående er arbejdet i videnskabelige grupper fra University of Texas, som er beliggende i Dallas. Det lykkedes hende at få en model af kunstig muskel i styrke og magt, der minder om en jetmotor - 7,1 hk / kg! Disse muskler er hundredvis af gange stærkere og mere produktive menneske. Men det mest overraskende er, at de er konstrueret af primitive materialer - høj stillads af en polymer og sytråd.

Måltider sådanne muskler - er temperaturfaldet. Det giver en sytråd belagt med et tyndt lag af metal. Men i fremtiden, robotter, muskler kan foder ud af deres miljø temperaturændringer. Denne funktion, ved den måde, det kan bruges til at tilpasse sig vejret tøj og andre lignende anordninger.

Hvis du twist polymeren i samme retning, vil det dramatisk skrumpe, når det opvarmes og udvider hurtigt, når afkølet, men hvis den anden - det er fundamentalt modsatte. Sådan troskyldig struktur kan for eksempel til at rotere rotoren ved en hastighed markering 10 tusind. Rev / min. Plus, disse kunstige muskler af fiskeri linje er, at de kan reduceres til 50% af sin oprindelige længde (human kun 20%). Desuden er de kendetegnet ved bemærkelsesværdige udholdenhed - denne muskulatur er ikke "træt" selv efter milliontedel gentagelse af handlingen!

Fra Texas til Amor

Åbning af forskere fra Dallas inspireret mange forskere fra hele verden. Succesfuld gentage deres erfaring var imidlertid kun én robotteknologi - Alexander Nikolayevich Semochkin, leder af Laboratoriet for informationsteknologi på det belarussiske State Pædagogiske Universitet.

I første omgang opfinderen tålmodigt ventet nye artikler i Science om massen indføring i praksis af opfindelsen amerikanske kolleger. Da dette ikke skete, besluttede sibiriske videnskabsmand med hans tilhængere gentage en vidunderlig oplevelse og skabe dine egne hænder kunstige muskler lavet af kobbertråd og fiskesnøre. Men, ak, en kopi viste sig at være uholdbar.

Inspiration af "Skolkovo"

Tilbage til næsten forladte eksperimenter Aleksandra Semochkina gjort sagen - den videnskabsmand faldt på robotehnicheskuyu konference i "Skolkovo", hvor han mødtes med ligesindede fra Zelenograd, "Neyrobotiks" leder af virksomheden. Da det viste sig, er ingeniørerne i selskabet også engageret i skabelsen af musklerne i skoven, hvilket er en ganske levedygtig.

Tilbage hjem, Alexander med nye kræfter begyndte at arbejde. I seks uger var han i stand til ikke kun at samle brugbare kunstige muskler, men også at skabe en maskine til at vride dem, hvilket gjorde bredbånd af fiskesnøre er strengt gentagelig.

Annunciation kunstige muskler

For at oprette en fem centimeter muskel A. N. Semochkinu brug flere meter ledning og 20 cm almindelig fiskeri linje. Apparatet i "produktion" af muskler, ved den måde, udskrives 3D-printer, vrider armen i 10 minutter. Derefter en halv time struktur anbringes i en ovn af brændende op til 180 grader Celsius.

Aktivér sådan muskel er mulig ved hjælp af elektrisk strøm - det er nok til at forbinde kilden til wiren. Som et resultat, det begynder at varme op og sende deres varme til fiskesnøre. Sidste strakt eller reduceres - afhængigt af muskel, der snoede maskine.

planer for opfinder

Det nye projekt Aleksandra Semochkina - "lært" af musklerne hurtigt vender tilbage til sin oprindelige tilstand. Dette kan hjælpe den hurtige afkøling af forsyningsledning - videnskabsmanden antager, at denne proces vil finde sted under vand hurtigere. Efter en lignende muskel er modtaget, den første af sin ejer vil Iskanderus - antropomorfe robot BSPU.

Videnskabsmanden ikke holder hans opfindelse hemmelighed - udstikker de videoer på "YouTube" og har planer om at skrive en artikel med detaljerede instruktioner om at skabe biler, muskel vridning af fiskesnøre og wiren.

Tiden står ikke stille - kunstige muskler, som vi har fortalt jer, der allerede anvendes i kirurgi for endo- og laparoskopisk kirurgi. Og i laboratoriet, har "Disney" med deres deltagelse samlet en fungerende hånd.