В исследовании, опубликованном недавно в журнале Advanced Intelligent Systems, ученые из Лондонского университета королевы Марии добились значительного прогресса в области бионики, разработав новый тип электрических искусственных мышц с переменной жесткостью, обладающих способностью к самоощущению. Эта инновационная технология способна произвести революцию в мягкой робототехнике и медицине.
Упрочнение мышц при сокращении не только необходимо для увеличения силы, но и обеспечивает быстрые реакции в живых организмах. Взяв пример с природы, команда исследователей из Школы инженерии и материаловедения QMUL успешно создала искусственную мышцу, которая плавно переходит из мягкого состояния в жесткое, обладая при этом удивительной способностью ощущать усилия и деформации.
Доктор Кетао Чжан, преподаватель Queen Mary и ведущий исследователь, объясняет важность технологии переменной жесткости в искусственных мускулоподобных актуаторах. «Наделение роботов, особенно изготовленных из гибких материалов, способностью к самоощущению — важнейший шаг на пути к настоящему бионическому интеллекту», — говорит доктор Чжан.
Созданная исследователями искусственная мышца обладает гибкостью и растяжимостью, схожими с естественными мышцами, что делает ее идеальной для интеграции в сложные мягкие робототехнические системы и адаптации к различным геометрическим формам. Способность выдерживать более чем 200%-ное растяжение в продольном направлении делает этот аппарат исключительно долговечным.
При подаче различных напряжений искусственная мышца может быстро регулировать свою жесткость, достигая непрерывной модуляции с изменением жесткости более чем в 30 раз. Это дает значительное преимущество в скорости реакции по сравнению с другими типами искусственных мышц. Кроме того, новая технология позволяет отслеживать деформацию мышцы по изменению ее сопротивления, что исключает необходимость в дополнительных датчиках и упрощает механизмы управления, снижая их стоимость.
«Несмотря на то, что до внедрения медицинских роботов в клиническую практику еще предстоит решить ряд проблем, данное исследование представляет собой важнейший шаг на пути к интеграции человека и машины», — подчеркивает д-р Чжан.
Новаторское исследование, проведенное учеными Лондонского университета королевы Марии, знаменует собой значительную веху в области бионики. Создав самочувствующие электрические искусственные мышцы, они проложили путь к прогрессу в области мягкой робототехники и медицинских приложений.
