Artificial mišića sa svojim rukama: proizvodnja i karakteristike

Moderni roboti mogu nositi. Ali u isto vrijeme oni su daleko od ljudskog lakoću i gracioznost pokreta. I krivicu za to - nesavršen umjetnih mišića. Naučnici u mnogim zemljama pokušavaju riješiti ovaj problem. Ovaj članak će biti posvećen kratak pregled njihove neverovatno izuma.

Polimer mišiće Singapur naučnici

Korak ka više humanoidnih robota su nedavno napravio izumitelji National University of Singapore. Danas androidi teškaši potez rad hidrauličnih sistema. Značajne negativne prošlosti - mala brzina. Veštačkih mišića za robote predstavlja singapurski naučnici kiborg omogućiti ne samo da podigne predmete koji su 80 puta teži od sopstvene težine, ali i da to učiniti kao brz kao osobu.

Inovativni dizajn, dugo protežu pet puta, pomaže da se "oko", čak i roboti mravi, za koje se zna, može nositi objekte do 20 puta teža od težine svojih ćelija. Polimer mišići imaju sljedeće prednosti:

• fleksibilnost;
• upadljivo snagu;
• fleksibilnost;
• sposobnost da promijeni oblik za nekoliko sekundi;
• sposobnost za pretvaranje kinetičke energije u električnu energiju.

Međutim, u isto vrijeme, naučnici neće zaustaviti - u svojim planovima za stvaranje umjetnih mišića koji će omogućiti robot za podizanje tereta, je 500 puta teži od njega!

Otvaranje Harvard - mišića elektroda i elastomera

Izumitelja koji rade u Školi primijenjenih i inženjering, Harvard University, predstavio je kvalitativno novi umjetni mišići za takozvane "meke" robota. Prema istraživačima, njihovih potomaka, koji se sastoji od mekog elastomera i elektroda, čiji sastav nanocijevi, u njihovim kvalitetama nisu inferiorni u odnosu na ljudski mišić!

Sve postojeće danas roboti, kao što je već spomenuto, zasnivaju se na diskovima čiji mehanizam - a hidraulike ili pneumatika. Takvi sistemi rade po komprimirani zrak ili reakcije kemikalija. To nije moguće izgraditi robota, kao što je meka i brz kao čovjek. Harvard naučnici su ispao ovaj nedostatak stvaranjem novog koncepta umjetnih mišića za robote.

Novi "mišiće" kiborzi - multi-layer strukturu u kojoj elektrode nanocevi Clark u laboratoriju, koji vodi gornji i donji slojevi fleksibilnih elastomera, je zamisao naučnici sa Univerziteta u Kaliforniji već. Ovi mišići su idealni i za "meke" androidi i za laparoskopske instrumente na operaciji.

Na ovoj izvanredan izum, harvardski istraživači nisu zaustavili. Jedan od njihovih najnovijih dostignuća - to biorobot-rampe. Njegova sastojaka - ćelija srčanog mišića štakora, zlata i silikona.

Pronalazak Bauhmana grupa: jedna vrsta umjetnih mišića na osnovu nanocijevi

1999. godine na Australian gradu Kirchberg na 13. sastanku Međunarodnog Zimska škola o elektronskim svojstvima inovativnih materijala, održao je prezentaciju naučnik Ray Bauhman rade u firmi Allied Signal i šef međunarodnog istraživačkog tima. Njegova poruka bila je tema umjetnih mišića.

Programeri pod Ray Bauhmana u mogućnosti da pruži nanocijevi u obliku listova nanopaper. Kanalića u ovaj izum su snažno isprepleteni i isprepletene međusobno. Ona nanopaper njegov izgled liči na obično - bilo je moguće da se drže u svojim rukama, izrezati na trake i komade.

Eksperiment grupni um je bio vrlo jednostavan - istraživači su u prilogu na različite komade nanopaper strane ljepljivu traku i pao dizajna u klorovodične provodne rješenje. Nakon slabovoltnaya baterija je uključena, kako nanobelts produžen, a posebno onaj koji je povezan sa negativnim pol električne baterije; zatim uvijen papir. Model umjetnih funkcioniranje mišića.

sebe Bauhman smatra da njegov izum nakon kvalitativne modernizacije značajno transformisati robotike, jer takve ugljen mišića tokom fleksije / proširenje stvoriti električnog potencijala - proizvodnju energije. Osim ovog muskulatura je tri puta jači od ljudskog mogu raditi pri ekstremno visokim i niskim temperaturama, koristeći svoj rad niske amperaže i napona. To je sasvim moguće svoje aplikacije i protetske ljudskih mišića.

University of Texas: umjetnih mišića ribolov liniju i konac

Jedan od najupečatljivijih je rad naučnih grupa sa Univerziteta u Teksasu, koji se nalazi u Dallasu. Ona je uspio model umjetnih mišića u snagu i moć podsjeća na mlazni motor - 7.1 ks / kg! Ovi mišići su stotine puta jači i produktivniji ljudski. Ali najviše iznenađuje stvar je da su napravljeni od primitivnih materijala - visoke skele polimera i konac.

Prehrana takve mišiće - je pad temperature. Ona pruža konac obložena tankim slojem metala. Međutim, u budućnosti, roboti mišića može se hrane njihove promjene temperature okoline. Ovu funkciju, usput, može se koristiti za prilagođavanje vremenskim odjeće, i drugih sličnih uređaja.

Ako okrenite polimera u istom smjeru, to će dramatično smanjiti kada se zagrije i proširiti brzo kada ohladi, ali ako drugi - to je u osnovi suprotno. Takva naivan struktura može, na primjer, da se okreće rotor brzinom marker 10 hiljada. Rev / min. Osim toga, ovi umjetni mišići ribolov linija je da oni mogu biti snižene na 50% početne dužine (samo 20 ljudski%). Pored toga, oni se odlikuju izuzetna izdržljivost - ovo muskulatura nije "umoran", čak i nakon što je milioniti ponavljanje akcije!

Iz Teksasa do Cupid

Otvaranje naučnika iz Dallasa inspirisao mnoge naučnike iz cijelog svijeta. Uspješno ponoviti svoje iskustvo, međutim, bio samo jedan robotike - Aleksandar Nikolajevič Semochkin, šef Laboratorija za informacione tehnologije na državnom Pedagoškom fakultetu u bjeloruski.

U početku, izumitelj je strpljivo čekala nova člana u znanosti o masovnom uvođenju u praksu pronalaska američke kolege. Pošto se to nije dogodilo, Sibirski naučnik odlučio sa svojim pristalicama ponoviti divno iskustvo i stvoriti svoje ruke umjetni mišići napravljen od bakarne žice i ribolov liniju. Ali, avaj, kopija pokazala se neodrživom.

Inspiracija "Skolkovo"

Povratak u gotovo napušteni eksperimenata Aleksandra Semochkina je slučaj - naučnik je pao na robotehnicheskuyu konferenciji u "Skolkovu", gdje se susreo s istomišljenicima iz Moskva, "Neyrobotiks" na čelu kompanije. Kako se ispostavilo, inženjeri kompanije se bavi u stvaranju mišića šumi, što je prilično održiva.

Kod kuće, Alexander sa novim snagama počeo da radi. Za šest tjedana bio je u stanju ne samo da se okupe funkcionalan umjetni mišići, ali i da se stvori mašina za njih uvijanje, što je namotaja ribolov linija je strogo ponovljiv.

Blagovijesti umjetnih mišića

Za kreiranje pet centimetara mišića A. N. Semochkinu potrebno nekoliko metara od žice i 20 cm obične ribolov liniju. Aparata "proizvodnju" mišiće, uzgred budi rečeno, štampani 3D-printer, izvrće ruku za 10 minuta. Onda pola sata strukture nalazi se u peći za spaljivanje do 180 stepeni Celzijusa.

Aktivirati takav mišića je moguće pomoću električne struje - dovoljno je da se poveže izvora do žice. Kao rezultat toga, ona počinje da se zagrijati i prenose svoju toplinu na ribolov liniju. Zadnje prostirala ili smanjiti - u zavisnosti od vrste mišića koji uvrnuto mašina.

planove za izumitelj

Novim projektom Aleksandra Semochkina - "uči" od mišića brzo vraća u prvobitno stanje. To može pomoći brzo hlađenje žice napajanja - naučnik pretpostavlja da će se taj proces odvijati pod vodom brže. Nakon sličnog mišića dobila, prvi njen vlasnik će Iskanderus - antropomorfni robot BSPU.

Naučnik ne čuva svoj izum tajnu - stavlja video snimke na "Youtube" i planira da napiše članak sa detaljnim uputstvima o stvaranju automobila, mišića uvrtanje ribolov liniju i žice.

Time ne stoji i dalje - umjetnih mišića, koje smo vam rekli, već se koristi u hirurgiji i endo- za laparoskopsku operaciju. A u laboratoriju, "Disney", sa svojim učešćem sakupili funkcionalnu ruku.