Искусственные мышцы для мягких роботов в 1000 раз сильнее человеческих (видео) - «Технологии»

Еще в прошлом десятилетии благодаря экспериментам с различными материалами и формами некогда жесткие, дергающиеся, машины начали сгибаться, наклоняться, прыгать, действуя более естественно, подражая живым организмам. Однако возросшие гибкость и ловкость снижали силу механизма. Мягкие материалы не везде применимы поскольку, обычно, не настолько крепки и эластичны по сравнению с прочными твердыми комплектующими.

Сегодня исследователи из Института Висса в Гарвардском университете и Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского университета по принципу оригами создали искусственные мышцы, которые придают силы мягким роботам. Только при помощи давления воздуха или воды аппарату удается передвигать объекты в тысячу раз превышающие его собственный вес.

«Мы очень удивились силе этих приводов («мышц»). Конечно, ожидалось, что они смогут подымать больший максимальный вес, чем обычные гибкие роботы, но не в тысячу раз больший. Это похоже на наделение роботов суперспособностями», - рассказывают доктор Даниэла Рус, профессор Массачусетского университета и один из главных авторов исследования.

«Искусственные мышцы находятся в числе крупнейших вызовов современной инженерной мысли», - добавляет доктор Роб Вуд, еще один автор исследования и представитель Института Висса. «Создав приводные механизмы близкие по свойствам к живым мышцам, мы можем представить строительство почти любого робота различного предназначения».

Каждая искусственная мышца состоит из внутреннего «скелета», который может быть изготовлен из разных материалов: металлической пружины или пластиковой пластины сложенной определенным образом. Расположенные внутри закрытой пластиковой или тканевой емкости они будут окружены воздухом или жидкостью. Созданный внутри вакуум способен заставлять внешнюю оболочку прижиматься к «скелету», образуя давление, которое приводит в движение весь механизм. Направление движений задается формой и структурой скелета.

«Одним из ключевых моментов этих мышц является их способность к запрограммированным действиям в зависимости от того, как выстроен «скелет», - говорит доктор Шугуанг Ли. Такой подход позволяет мышцам быть очень простыми и компактными. Они подходят для монтажа на мобильной технике и теле человека, там, где использование массивного оборудования неприемлемо.

Конструктивные особенности таких мышц позволяют делать их практически любого размера. Их можно использовать как элементы хирургического оборудования и как части трансформируемой архитектуры, глубоководные манипуляторы и большие саморазвертывающиеся объекты в космосе. Также такие устройства приводятся в движение вакуумом, за счет чего они более безопасны, чем существующие сегодня гибкие роботы.

Команда разработчиков может даже выстроить мускулы из водорастворимых полимеров. Это открывает возможности для использования роботов в естественной среде с наименьшим вмешательством. Например, робот может отправиться к определенному органу человека, а затем раствориться, доставив лекарство на место.

В планах исследователей не просто сделать работу механизмов максимально натуральной, но и превзойти природные возможности.

Читайте также: Уникальный робот-трансформер со сменными экзоскелетами создан учеными MIT (видео)

Источник: harvard.edu