Південнокорейські науковці здійснили прорив у сфері робототехніки та матеріалознавства, створивши штучний м’яз, здатний піднімати вагу, що у 4000 разів перевищує його власну масу. Проєкт, реалізований командою Ульсанського національного інституту науки і технологій (UNIST), може суттєво змінити підхід до розробки гуманоїдних роботів, долаючи основні обмеження, які раніше стримували їхній розвиток.
Про це розповідає ProIT
Інноваційна структура та принцип роботи
Традиційно штучні м’язи мали певний компроміс між гнучкістю та потужністю: вони або забезпечували значну розтяжність, але були слабкими, або були міцними, проте втрачали гнучкість. Новий матеріал, докладно описаний у журналі Advanced Functional Materials, поєднує ці характеристики завдяки унікальному «високопродуктивному магнітному композитному актуатору». Основу інновації складає подвійна архітектура зшивання: вона містить ковалентно зв’язану хімічну мережу для довговічності та оборотну, фізично взаємодіючу мережу для гнучкості. Додаткове підсилення забезпечують магнітні мікрочастинки NdFeB, які рівномірно розміщені у полімерній матриці. За допомогою цих частинок можна зовні регулювати жорсткість штучного м’яза, дозволяючи йому миттєво переходити від еластичного стану до твердого та навпаки.
“Ця структура дозволяє штучному м’язу миттєво ставати жорстким, щоб витримувати важкі навантаження, і знову розм’якшуватися, коли потрібне скорочення”.
Унікальні можливості та потенціал для робототехніки
Під час лабораторних випробувань штучний м’яз масою лише 1,13 грама зміг підняти вагу у 5 кілограмів, тобто у 4400 разів більше за власну масу. Такий показник значно перевищує можливості людських м’язів. Для порівняння, людський м’яз скорочується приблизно на 40% від початкової довжини, тоді як штучний аналог досягає 86,4% скорочення — більше ніж у два рази перевищуючи біологічний показник. Щільність роботи нового матеріалу становить 1150 кілоджоулів на кубічний метр, що у 30 разів перевершує аналогічний показник людської м’язової тканини.
Ця наукова розробка створює нові перспективи для розробки універсальних м’яких роботів, інноваційних носимих пристроїв та зручних інтерфейсів для взаємодії людини з машиною, які раніше здавалися недосяжними.