Штучні м’язи для роботів – які перспективи відкриває нова технологія.

Роботи отримають моторику, подібну до людської (фото: Magnific)

Група науковців з Сеульського національного університету розробила “інтелектуальну штучну м’яз”, здатну одночасно виконувати функції руху та відчуттів. Ця технологія дозволить майбутнім роботам обходитися без громіздких зовнішніх датчиків.

Принцип роботи “розумних м’язів”

Звичайні роботизовані приводи мають істотний недолік – функції руху та відчуттів у них розділені. Щоб робот міг “зрозуміти”, з якою силою він тисне на об’єкт, йому потрібні додаткові складні системи контролю та безліч датчиків.

Команда під керівництвом професора Йон-Лае Пака вирішила цю проблему, використавши рідкокристалічні еластомери (LCE).

Структура нової м’язи складається з:

Жидкометалевих каналів: один канал функціонує як “двигун”, викликаючи скорочення при нагріванні, а інший – як сенсор, що вимірює силу та деформацію в реальному часі.

М’язево-сухожильного комплексу: система імітує з’єднання сухожилля з м’язом, що дозволяє передавати сигнали так само, як це робить соматична нервова система людини.

Можливості нової технології

Дослідники вже протестували розробку на роботизованих пальцях та захватах предметів. Вчені вважають, що результати перевершили найсміливіші очікування.

Що вдалося досягти:

Автономне розпізнавання: робот зміг самостійно визначити розмір та жорсткість предметів, які брав у руки.

Делікатність: завдяки здатності відчувати опір пристрої можуть маніпулювати крихкими об’єктами без ризику їх пошкодження.

Швидкість і точність: налаштувавши дві м’язи як антагоністичну пару (вони працюють у протилежних напрямках, як біцепс і трицепс), вчені досягли надзвичайно точного контролю рухів.

Порівняння принципів роботи біологічної м’язи та штучної м’язи – зліва і роботизованої руки, оснащеної штучними м’язами – справа (скріншот: Advanced Materials)

Де застосують штучну м’язу?

Професор Йон-Лає Пак впевнений, що ця розробка відкриває нову еру “фізичного інтелекту” в робототехніці.

Які сфери можуть претендувати на впровадження інноваційної новинки:

Гуманоїдні роботи – машини стануть більш гнучкими та безпечними для взаємодії з людьми.

Медицина та реабілітація – створення досконалих протезів та екзоскелетів, які “відчувають” рухи пацієнта.

Логістика – автоматизовані системи, здатні сортувати товари різної ваги та міцності без перенастройки параметрів.

Наразі вчені працюють над оптимізацією охолодження м’язів, щоб підвищити швидкість їх роботи, а також над автоматизацією виробництва таких елементів.