Разработаны новые искусственные мышечные волокна для роботов

Искусственные мышцы являются важным направлением в разработке технологий для роботов и протезов. Инженеры долгое время пытались создать аналоги, которые бы сочетали в себе силу, быструю реакцию и контроль, как это делают биологические мышцы. Однако ученые из MIT Media Lab и Политехнического университета Bari в Италии разработали новые искусственные мышечные волокна, которые приближаются к этим качествам.

Эти волокна можно настраивать в различных конфигурациях для выполнения конкретных задач, и они достаточно гибкие, чтобы удобно взаимодействовать с человеческим телом. В отличие от традиционных роботизированных систем, новые волокна работают бесшумно и не требуют громоздкого оборудования, такого как моторы или насосы.

В своей работе исследователи описывают новые электрофлюидные волокна, которые представляют собой электрически управляемые актуаторы. Это исследование было опубликовано в журнале Science Robotics и проведено под руководством аспиранта MIT Озгуна Килич Афсара и профессора Вито Качуччоло из Политехнического университета Bari.

Ключевым элементом новой системы стали миниатюрные насосы, работающие на основе электродинамики, которые могут создавать давление внутри закрытого объема жидкости без движущихся частей. Эти насосы, весом всего несколько граммов, легко масштабируются и могут быть встроены в системы, где важна компактность и легкость.

Исследователи также обнаружили, что для эффективной работы волокна необходимо предварительно прессовать. Это позволяет избежать кавитации, которая может привести к сбоям в работе системы. Таким образом, они смогли устранить необходимость в внешнем резервуаре, который ограничивал практическое применение насосов в робототехнике.

Эти искусственные мышцы могут найти применение в носимых устройствах, таких как экзоскелеты, которые помогают людям поднимать тяжелые грузы, а также в других системах, использующих жидкостные актуаторы. Новые принципы проектирования могут быть применены в широком спектре роботизированных систем.