Modern robotlar çok şey yapabilir. Ama aynı zamanda insani kolaylık ve hareket zarafetinden de uzaktırlar. Ve hata - kusurlu yapay kaslar. Birçok ülkeden bilim insanları bu sorunu çözmeye çalışıyor. Makale, onların harika icatlarına kısa bir genel bakışa ayrılacaktır.
Singapur bilim adamlarından polimer kaslar
Singapur Ulusal Üniversitesi'nden mucitler yakın zamanda daha insansı robotlara doğru bir adım attı. Bugün, ağır androidler hidrolik sistemler tarafından desteklenmektedir. İkincisinin önemli bir dezavantajı düşük hızdır. Singapurlu bilim adamları tarafından sunulan robotlar için yapay kaslar, siborgların yalnızca kendi ağırlıklarından 80 kat daha ağır olan nesneleri kaldırmasına değil, aynı zamanda bunu bir insan kadar hızlı yapmasına da izin veriyor.
Beş kat uzayan yenilikçi tasarım, robotların kendi vücutlarının ağırlığından 20 kat daha ağır nesneleri taşıyabildiği bilinen karıncaların bile "etrafında dolaşmasına" yardımcı olur. Polimer kasların şu avantajları vardır:
- esneklik;
- çarpıcı güç;
- esneklik;
- şeklini birkaç saniyede değiştirme yeteneği;
- kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme yeteneği.
Ancak, bilim adamları orada durmayacaklar - robotun kendisinden 500 kat daha ağır bir yükü kaldırmasını sağlayacak yapay kaslar oluşturmayı planlıyorlar!
Harvard'dan Keşif - elektrotlardan ve elastomerden gelen kaslar
Harvard Üniversitesi Uygulamalı ve Mühendislik Bilimleri Okulu'nda çalışan mucitler, sözde "yumuşak" robotlar için niteliksel olarak yeni yapay kaslar sundular. Bilim adamlarına göre, yumuşak bir elastomer ve karbon nanotüpler içeren elektrotlardan oluşan beyin çocukları, kalite açısından insan kaslarından daha düşük değil!
Bugün var olan tüm robotlar, daha önce de belirtildiği gibi, mekanizması hidrolik veya pnömatik olan tahriklere dayanmaktadır. Bu tür sistemlere basınçlı hava veya kimyasalların reaksiyonu ile güç verilir. Bu, insan kadar yumuşak ve hızlı bir robot yapmayı imkansız hale getiriyor. Harvard bilim adamları, robotlar için niteliksel olarak yeni bir yapay kas konsepti oluşturarak bu eksikliği ortadan kaldırdılar.
Yeni cyborg "kas", Clark'ın laboratuvarında oluşturulan nanotüp elektrotlarının, California Üniversitesi'nden bilim adamlarının buluşu olan esnek elastomerlerin üst ve alt katmanlarını kontrol ettiği çok katmanlı bir yapıdır. Bu tür kaslarameliyatta hem "yumuşak" androidler hem de laparoskopik aletler için idealdir.
Harvard bilim adamları bu harika buluşta durmadı. En son gelişmelerinden biri bir vatoz biyorobotudur. Bileşenleri sıçan kalp kası hücreleri, altın ve silikondur.
Bauchmann grubunun icadı: karbon nanotüplere dayalı başka bir yapay kas türü
Geri 1999 yılında Avustralya'nın Kirchberg kasabasında, Yenilikçi Malzemelerin Elektronik Özellikleri üzerine Uluslararası Kış Okulu'nun 13. toplantısında, Allied Signal'de çalışan ve uluslararası bir araştırma grubunun başkanlığını yapan bilim adamı Ray Bauchman, sunum. Gönderisi yapay kas yapmakla ilgiliydi.
Ray Bauchman liderliğindeki geliştiriciler, karbon nanotüpleri nanokağıt tabakaları şeklinde hayal edebildiler. Bu buluştaki tüpler mümkün olan her şekilde iç içe geçmiş ve birbirine karıştırılmıştır. Nanokağıdın kendisi görünüşte sıradan kağıda benziyordu - ellerde tutulabiliyor, şeritler ve parçalar halinde kesilebiliyordu.
Grubun deneyi görünüşte çok basitti - bilim adamları nanokağıt parçalarını yapışkan bandın farklı kenarlarına bağladılar ve bu yapıyı tuzlu elektriksel olarak iletken bir çözeltiye indirdiler. Düşük voltajlı pil açıldıktan sonra, özellikle elektrik pilinin negatif kutbuna bağlı olan her iki nanoşerit uzadı; sonra kağıt kıvrıldı. Yapay kas modeli çalıştı.
Bauhman, icadının niteliksel bir modernizasyondan sonra olduğuna inanıyor.robotiği önemli ölçüde dönüştürecektir, çünkü bu tür karbon kasları büküldüğünde / uzatıldığında bir elektrik potansiyeli yaratır - enerji üretirler. Ayrıca, bu tür kaslar insandan üç kat daha güçlüdür, çalışmaları için düşük akım ve voltaj kullanarak son derece yüksek ve düşük sıcaklıklarda çalışabilir. İnsan kaslarının protezleri için kullanmak oldukça mümkün.
Teksas Üniversitesi: misina ve dikiş ipliğinden yapılmış yapay kaslar
En çarpıcı olanlardan biri, Dallas'ta bulunan Texas Üniversitesi'nden bir araştırma ekibinin çalışmasıdır. Bir jet motorunu andıran gücü ve gücünde bir yapay kas modeli elde etmeyi başardı - 7.1 hp / kg! Bu tür kaslar, insan olanlardan yüzlerce kat daha güçlü ve daha üretkendir. Ancak buradaki en şaşırtıcı şey, ilkel malzemelerden yapılmış olmalarıdır - yüksek mukavemetli polimer misina ve dikiş ipliği.
Böyle bir kasın beslenmesi sıcaklık farkıdır. İnce bir metal tabakası ile kaplanmış bir dikiş ipliği ile sağlanır. Bununla birlikte, gelecekte, robotların kasları, bulundukları ortamın sıcaklığındaki değişikliklerden güç alabilir. Bu arada, bu özellik, hava koşullarına uyum sağlayan giysilere ve diğer benzer cihazlara iyi bir şekilde uygulanabilir.
Polimer bir yönde bükülürse, ısıtıldığında keskin bir şekilde büzülür ve soğutulduğunda hızlı bir şekilde gerilir, ters yönde bükülürse tamamen zıt olur. Böyle basit bir tasarım, örneğin, genel bir rotoru 10 bin devir / dak hızında döndürebilir. Artı böyleoltadan elde edilen yapay kaslar, orijinal uzunluklarının %50'sine kadar büzülebilirler (insan sadece %20 oranında). Ek olarak, inanılmaz dayanıklılıkları ile ayırt edilirler - bu kas, eylemin bir milyon tekrarından sonra bile "yorulmaz"!
Teksas'tan Amur'a
Dallas'tan bilim adamlarının keşfi, dünyanın dört bir yanından birçok bilim insanına ilham verdi. Bununla birlikte, yalnızca bir robotist, deneyimlerini başarıyla tekrarlamayı başardı - Belarus Devlet Pedagoji Üniversitesi'ndeki bilgi teknolojisi laboratuvarı başkanı Alexander Nikolaevich Semochkin.
İlk başta, mucit, Amerikalı meslektaşlarının icadının toplu olarak uygulanması hakkında Science'da yeni makaleler için sabırla bekledi. Bu olmadığı için, Amur bilim adamı, benzer düşünen insanlarla harika deneyimi tekrarlamaya ve kendi elleriyle bakır tel ve oltadan yapay kaslar yaratmaya karar verdi. Ama ne yazık ki, kopya geçerli değildi.
Skolkovo'dan ilham
Neredeyse terk edilmiş deneylere dönüş Alexander Semochkin bir şans eseri zorlandı - bilim adamı Skolkovo'da bir robotik konferansına gitti ve burada Neurobotics şirketinin başkanı Zelenograd'dan benzer düşünen bir kişiyle tanıştı. Anlaşıldığı üzere, bu şirketin mühendisleri aynı zamanda oltalardan oldukça uygun kaslar oluşturmakla da meşguller.
Anavatanına dönen Alexander Nikolaevich, yenilenmiş bir güçle çalışmaya başladı. Bir buçuk ay içinde, sadece uygulanabilir yapay kasları bir araya getirmekle kalmayıp, aynı zamanda onları bükmek için misina bobinleri yapan bir makine yaratmayı da başardı.kesinlikle tekrarlanabilir.
Duyuru yapay kas sistemi
Beş santimetrelik bir kas oluşturmak için, A. N. Semochkin'in birkaç metre tel ve 20 cm normal misinaya ihtiyacı var. Bu arada, 3D baskılı bir kas "üretim" makinesi, bir kası 10 dakikada büküyor. Daha sonra yapı, yarım saat boyunca +180 santigrat dereceye ısıtılmış bir fırına yerleştirilir.
Elektrik akımının yardımıyla böyle bir kası harekete geçirebilirsiniz - kaynağını tele bağlamanız yeterlidir. Sonuç olarak ısınmaya ve ısısını oltaya aktarmaya başlar. İkincisi gerilir veya kasılır - cihazın büktüğü kas türüne bağlı olarak.
Mucitlerin Planları
Alexander Semochkin'in yeni projesi, yaratılan kaslara orijinal hallerine daha hızlı dönmelerini "öğretmek". Buna güç kablosunun hızlı soğutulması yardımcı olabilir - bilim adamı böyle bir sürecin su altında daha hızlı gerçekleşeceğini öne sürüyor. Böyle bir kas elde edildikten sonra, Belarus Devlet Pedagoji Üniversitesi'nin antropomorfik bir robotu olan Iskanderus, ilk sahibi olacak.
Bilim adamı buluşunu bir sır olarak saklamıyor - YouTube'da videolar yayınlıyor ve ayrıca olta ve telden kasları büken bir makine oluşturmak için ayrıntılı talimatlar içeren bir makale yazmayı planlıyor.
Zaman durmuyor - size bahsettiğimiz yapay kaslar endo- velaparoskopik operasyonlar. Ve onların katılımıyla "Disney" laboratuvarında işleyen bir el oluşturdular.
