Исследовательская группа под руководством профессора Хун Ый Чжона из UNIST разработала новый тип мягкой искусственной мышцы, которая может плавно переходить из мягкого и гибкого состояния в жёсткое и прочное, преодолевая ключевой компромисс, ограничивавший возможности мягкой робототехники. Эта удивительная мышца, описанная в журнале Advanced Functional Materials, обладает высокой рабочей плотностью. Образец весом 1,25 грамма способен выдерживать в жёстком состоянии вес, в 4000 раз превышающий его собственный, и растягиваться в 12 раз в гибком состоянии.
Новый привод разработан для решения фундаментальной проблемы мягкой робототехники: искусственные мышцы обычно либо очень гибкие, но слабые, либо прочные, но жёсткие. Команда UNIST достигла сочетания обоих качеств, создав полимерную сеть с «двойной перекрёстной связью». Эта конструкция объединяет прочные, постоянные ковалентные связи для механической целостности с динамическими физическими взаимодействиями, которые могут формироваться и разрываться под воздействием тепловых стимулов, обеспечивая гибкость.
Учёные также внедрили в полимер магнитные микрочастицы, что позволяет точно управлять движением мышцы с помощью внешнего магнитного поля. Такая конструкция с двойным откликом обеспечивает материалу широкий диапазон жёсткости — от 0,213 МПа до 292 МПа.
При сокращении мышца достигает деформации привода более 86,4% и рабочей плотности 1150 кДж/м, что является впечатляюще высоким показателем для мягкой искусственной мышцы и примерно в 30 раз превышает аналогичный показатель человеческой мышечной ткани. Если новый полимер будет успешно разработан и интегрирован, в будущем мы можем увидеть гораздо более сильных и гибких гуманоидных роботов.
Оригинал
Уникальность