Nové syntetické svaly priblížia realistické roboty

Nielen hodnoverné humanoidné roboty brzdí nedokonalosť ich mechanických kĺbov a pohonných jednotiek. Len s veľkými komplikáciami sa darí vyrobiť končatiny s potrebným počtom stupňov voľnosti. A ak to aj inžinieri zvládnu, dizajn ďaleko zaostáva za tým, čo dokázala príroda.

Namiesto terminátorov mäkké roboty

Nakoniec sa nám ale zrejme podarí prírodu v dostatočnej miere napodobniť. Výskumníci spoločnosti Columbia Engineering vyvinuli syntetické tkanivo vyrábané 3D tlačou, ktoré môže pôsobiť ako aktívny sval. Materiál zo silikónovej gumy a mikrobubliniek z etanolu sa dokáže stlačiť, ťahať, ohýbať a skrútiť a unesie až tisícnásobok svojej vlastnej hmotnosti.

Pozrite siHybridný robot Handle od Google má doteraz najplynulejšie pohyby

Výskumníci tvrdia, že ide o najbližší umelý ekvivalent prírodzeného svalu. Na vývoji „mäkkých“ robotov stoja mnohé oblasti ich využitia ako pomocníkov v domácnosti, alebo asistentov a opatrovateľov starých, či nemocných ľudí.

ZDROJ | Columbia Engineering

Súčasné pohonné jednotky založené na hydraulike, alebo elektromotoroch, sú príliš neohrabané a neumožňujú tento cieľ dosiahnuť. Roboty vybavené novou technológiou syntetických tkanív by sa teoreticky mohli pohybovať ako ľudia a prirodzene uchopovať a zdvíhať predmety.

Vedci hľadali materiál pre syntetické svaly, ktorý dokáže odolávať vysokému namáhaniu aj stresovej záťaži.

Guma s alkoholom z 3D tlačiarne

Pri vývoji ľahkého a výkonného pohonu použil hlavný autor štúdie Aslan Miriyev, postdoktorand v laboratóriu Creative Machines, matricu so silikónovým kaučukom a etanolom rozloženým v mikrobublinkách.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=8&v=1J47difr3oo

Riešenie kombinuje elastické vlastnosti a schopnosť extrémnej zmeny objemu. Zároveň je ľahko vyrobiteľné z ekologicky bezpečných materiálov, a pritom nie je drahé. Po vytlačení do požadovanej 3D formy bol umelý sval elektricky ovládaný pomocou tenkého odporového drôtu a nízkeho napätia (8V), ktorý ho zahrieval.

Pozrite siNeotvárajme Pandorinu skrinku! Experti chcú regulovať smrtiace roboty

Testovaný bol v rôznych robotických aplikáciách, pričom vykazoval výraznú schopnosť roztiahnutia a kontrakcie pri expanzii až 900% po elektrickom ohreve na 80 ° C. Otázkou zostáva tepelná zotrvačnosť umelého svalu.

ZDROJ | Columbia Engineering

A. Miriyev uviedol, že nový mäkký funkčný materiál môže slúžiť ako robustný mäkký sval, ktorý má dobré šance priniesť revolúciu do konštrukcie mäkkých robotických riešení. Tento umelý sval dokáže tlačiť, ťahať, ohýbať, krútiť a dvíhať záťaž ako živý.

Pozrite siDomáce aj priemyselné roboty môžu napadnúť hackeri, tvrdí IOActive

Na základe počiatočných experimentov vedci plánujú do umelého svalu zabudovať vodivé materiály, eliminujúce potrebu spojovacieho kábla. V ďalšej fáze uvažujú skombinovať tieto svaly s umelou inteligenciou, ktorá by sa ich naučila ovládať a dosiahnuť tak maximálnu prirodzenosť pohybu.

Nová technológia by mohla pomôcť nielen pri vývoji pohonov mäkkých robotov, ale mohla by aj vylepšiť mimiku tváre, takže cesta k realistickým humanoidným robotom je zrejme naozaj o čosi kratšia. V neposlednom rade môže pomôcť pri vývoji exoskeletonov, schopných zlepšiť kvalitu života postihnutým.

ZdrojColumbia Engineering

Komentáre k článku