Исследователи из отдела Columbia Engineering от Колумбийского университета в Нью-Йорке разработали трехслойную синтетическую мягкую мускулатуру с «внутренней способностью к расширению». Невероятный привод, который открывает путь к созданию мягких роботов, может поднимать в 1000 раз больше своего собственного веса.

Выключайте компьютеры и выкатывайте свои мотоциклы, потому что рассвет человекоподобных роботов может быть ближе, чем вы думаете. До сих пор инженеры обычно пытались воссоздать функцию мышц, используя системы, которые вообще на них не похожи — пневматические или гидравлические устройства, размещенные в эластомерных кожухах, запрограммированные на то, чтобы совершать толкательные и вытягивающие движения. Подобные конструкции всегда требуют внешних компрессоров и оборудования для регулирования давления, что не дает создавать роботов меньшего размера.

Эту проблему смогли решить исследователи из Колумбии, создав напечатанную мускулатуру, которая способна более реалистично воспроизводить поведение мышц и, в сущности, является примером мягкой робототехники. Главным преимуществом такой системы является естественность движений, таких как захват и манипуляции.

Напечатанная мышца имеет плотность деформации (расширение на грамм) в 15 раз большую, чем органические аналоги. Благодаря матрице из силиконового каучука с этанолом, распределенной по всему пространству в микропузырьках, решение получилось дешевым, экологически безопасным и легким в изготовлении, предлагая при этом потрясающие эластичные свойства и экстремальную способность к изменению объема. В конечном итоге это означает, что ученые теперь могут создать ключевую часть человекоподобного робота с возможностями, которые фактически превосходят возможности людей.


Но хотя синтетическая мышца имеет гораздо больше общего с естественной, чем гидравлические или пневматические системы, она функционирует не так органично. Фактически, она приводится в действие с использованием электричества, тонкого резистивного провода и малой мощности в 8 В. Испытания показали, что мышца способна расширяться до 900% при электрическом нагревании до 80 ° С, что дает возможность выполнять огромный диапазон движений. Именно этот диапазон сделает мягкий исполнительный механизм очень полезной частью набора для многих будущих проектов.

В данный момент исследователи из Колумбии планируют заменить провода на проводящие материалы, сократить время отклика и увеличить срок годности. В более отдаленном будущем группа надеется использовать искусственный интеллект для контроля мышц, «подарив» роботу по настоящему реалистичные движения.

Исследовательская работа была опубликована в Nature Communications.