Изкуствени мускули с ръцете си: производство и функции

Съвременните роботи могат да се справят. Но в същото време те са далеч от човешка лекота и елегантност на движение. И вината за това - несъвършени изкуствени мускули. Учените в много страни се опитват да решат този проблем. В статията ще бъде посветен на кратък преглед на техните невероятни изобретения.

мускули полимерни от Сингапур учени

Стъпка към по- хуманоидни роботи наскоро направиха изобретателите на Националния университет на Сингапур. Днес андроиди гиганти ход от експлоатацията на хидравлични системи. Значително отрицателно минало - малка скорост. Изкуствени мускули за роботи е представена от сингапурски учени киборг позволяват не само да се вдигне обекти, които са 80 пъти по-тежки от собственото си тегло, но и да го направи толкова бързо, колкото един човек.

Иновативен дизайн, дълъг участък до пет пъти, той помага за "байпас" на роботите дори мравки, които са известни, могат да носят предмети, до 20 пъти по-тежки от теглото на собствените си клетки. Полимерните мускулите имат следните предимства:

• гъвкавост;
• поразително сила;
• гъвкавост;
• способността да променя формата си за няколко секунди;
• за преобразуване на кинетичната енергия в електрическа енергия.

Въпреки това, в същото време, учените не са ще спира дотук - в плановете си за създаване на изкуствени мускули, които да позволят на робота да се вдигне товар, е 500 пъти по-тежки от него!

Откриване на Харвард - мускулите на електродите и еластомера

Изобретатели, които работят в училище за приложни и инженеринг, Харвардския университет, представени на качествено нов изкуствени мускули за така наречените "меки" роботи. Според учените, тяхното потомство, състояща се от мека еластомер и електродите, чийто състав на въглеродни нанотръби, в своите качества не отстъпва на човешки мускул!

Всички съществуващи днес роботи, както вече споменахме, са базирани на дискове, чиито механизъм - с хидравлика или пневматика. Такива системи работят със сгъстен въздух или реакция на химикали. Не е възможно да се конструира робот, като например мека и бързо, колкото един мъж. Харвард учени са елиминирани този дефицит чрез създаване на нова концепция на изкуствени мускули за роботи.

Новите "мускулите" киборги - структура многослоен в която електродите на нанотръби от Clark в лабораторията, управлявани от горните и долните слоеве на гъвкав еластомер, е идея на учени от Университета на Калифорния вече. Тези мускули са идеални както за "меки" андроиди и за лапароскопските инструменти в хирургията.

На тази забележителна изобретение, учените от Харвард не спират дотук. Един от най-новите си разработки - това BioRobot-рампа. Неговите компоненти - клетките на сърдечния мускул при плъхове, злато и силиций.

изобретение Bauhmana група: един вид изкуствени мускули на базата на въглеродни нанотръби

През 1999 г. в австралийския град Кирхберг в 13-та среща на Международната Зимна школа на електронните свойства на иновативни материали, направи презентация учен Рей Bauhman работа в компанията Allied Signal и ръководител на международен изследователски екип. Неговото послание бе темата на изкуствени мускули.

Разработчиците под Рей Bauhmana в състояние да предоставят въглеродни нанотръби във формата на листове nanopaper. Тръбички в това изобретение са силно преплетени и преплетени помежду си. Тя nanopaper външния си вид прилича на обичайните - това е възможно да се държат в ръцете си, нарязани на ивици и парчета.

Експериментирайте група ум е много проста - изследователите, прикрепени към различни части nanopaper страни лепенка и паднаха на дизайна в солна проводима. След slabovoltnaya батерия е включена, както nanobelts удължени, особено този, който е свързан с отрицателния полюс на електрически батерии; след това навита хартия. Модел на изкуствен мускул функциониране.

Самият Bauhman вярва, че неговото изобретение след качествен модернизацията значително трансформира роботиката, защото такива въглеродни мускулите по време на свиване / екстензия създават електрически потенциал - производство на енергия. Освен това мускулатура е три пъти по-силен от човека може да работи при изключително високи и ниски температури, като се използва тяхната работа нисък ток и напрежение. Това е напълно възможно неговите приложения и протеза човешкия мускул.

Университета на Тексас: изкуствени мускули на въдицата и шевни конци

Един от най-забележителните е дело на научни групи от Университета на Тексас, който се намира в Далас. Тя успя да се модел на изкуствен мускул в сила и мощ напомня на реактивен двигател - 7.1 к.с. / кг! Тези мускули са стотици пъти по-силна и по-продуктивни хора. Но най-изненадващо е, че те се произвеждат от примитивни материали - високо скеле от полимер и шевни конци а.

Храна такива мускули - е спад на температурата. Тя осигурява шевни конци, покрита с тънък слой от метал. Въпреки това, в бъдеще, роботи мускули могат да се хранят на околната среда на техните температурни промени. Тази функция, между другото, той може да се използва за адаптиране към климатичните дрехи, както и други подобни устройства.

Ако се обърне на полимера в една и съща посока, то драстично ще се свие при нагряване и се развива бързо, когато се охлажда, но ако от друга страна - това е фундаментално противоречие. Такова наивен структура може, например, да се върти роторът на маркер скорост 10 хиляди. Rev / мин. Плюс това, тези изкуствени мускули от риболовната линия е, че те могат да бъдат намалени до 50% от първоначалната си дължина (от човека, само 20%). В допълнение, те се отличават с забележителна издръжливост - това мускулатура не е "уморен", дори след милионна повторение на действието!

От Тексас до Купидон

Откриване на учени от Далас вдъхновила много учени от цял свят. Успешно се повтори опита си, обаче, е само един роботика - Александър Николаевич Semochkin, ръководител на Лабораторията по информационни технологии към беларуски държавен педагогически университет.

Първоначално, изобретателят търпеливо изчака нови статии в науката за масовото въвеждане на практика на изобретения американските двойници. Тъй като това не се случи, сибирски учен решил с привържениците си повтарят едно прекрасно изживяване и да създават свои ръце изкуствени мускули, изработени от медна тел и риболов линия. Но, уви, копие се оказа неустойчив.

Вдъхновение на "Сколково"

Обратно към почти изоставени експерименти Александра Semochkina направени по делото - ученият падна на robotehnicheskuyu конференция в "Сколково", където се срещна със съмишленици от Зеленоград, "Neyrobotiks" главата на компанията. Както се оказа, инженерите на компанията се занимава и създаването на мускулите на гората, което е доста по-изгодно.

Обратно у дома, Александър с нови сили започнаха да работят. В продължение на шест седмици той е в състояние не само да събере работещи изкуствени мускули, но също така да се създаде машина за усукването им, което направи на намотките на въдицата е строго повторяеми.

Благовещение изкуствени мускули

За създаване на пет сантиметра мускулна А. Н. Semochkinu имат нужда от няколко метра кабел и 20 см обикновена въдица. Апаратурата за "производство" на мускулите, между другото, отпечатана на 3D-принтер, извива ръката в продължение на 10 минути. След половин час структура се поставя в пещ за изгаряне на до 180 градуса по Целзий.

Задейства такъв мускул е възможно с помощта на електрически ток - това е достатъчно, за да се свържете източника на жицата. В резултат на това тя започва да се загрява и предава топлината си на въжето. Последно протегна или намалява - в зависимост от вида на мускул, който се изви машина.

планове за изобретател

Новият проект Александра Semochkina - "преподава" на мускулите бързо се връща в първоначалното си състояние. Това може да помогне за бързо охлаждане на проводника на доставките - ученият допуска, че този процес ще се проведе под водата по-бързо. След като получи подобно на мускулите, първият от неговия собственик ще Iskanderus - антропоморфен робот BSPU.

Ученият не пази в тайна изобретението си - излага видеоклиповете в "Младост" и планира да напише статия с подробни указания за създаване на автомобили, мускулна извиване на въдицата и жицата.

Времето не стои на едно място - изкуствени мускули, които сме ви казвали, вече се използва в хирургията за едно- и лапароскопска хирургия. И в лабораторията, "Дисни" с тяхно участие са събрани функциониращ ръка.