Et team af forskere fra Columbia University's School of Engineering and Applied Sciences har udviklet en ny type syntetisk blød muskel, der kan produceres ved hjælp af 3D-udskrivningsteknologi. Materialet viste sig at være meget holdbart og er i stand til at modstå en vægt 1000 gange større end dets egen, og grænsen for dets elastiske deformationsenergi (strækning) er 15 gange højere sammenlignet med væv fra ægte muskler.
Materialet kræver ikke en ekstern kilde til at kontrollere trykket, som det ofte findes i andre eksisterende løsninger, der er afhængige af pneumatisk eller hydraulisk oppustningsenergi. Disse komponenter har tendens til at tage meget plads, hvilket gør dem akavet at bruge, når man bygger maskiner, hvor kompaktitet og uafhængighed er vigtig.
Grundlaget for syntetiske muskler er silikongummi, som har en porøs struktur fyldt med ethanol. Materialet drives af en elektrisk strøm med lav effekt, der transmitteres gennem meget tynde ledninger med høj modstand.
Syntetisk muskel før og efter aktivering
”Vi har gjort nogle fremskridt med at skabe en digital hjerne til robotter, men deres kroppe er stadig på et primitivt niveau,” kommenterede Hod Lipson, professor i maskinteknik, der ledede projektet.
”Dette er et stort stykke af puslespillet, og ligesom biologi kan syntetiske muskler, der er designet, tage og forme på tusind forskellige måder. Vi er begyndt at overvinde en af de sidste forhindringer, der forhindrede oprettelsen af realistiske robotter."
Nye syntetiske muskler kan være til stor fordel ved design og fremstilling af såkaldte "bløde" robotter. I de senere år har der været enorme fremskridt med oprettelsen af maskiner udstyret med evnen til at udføre mange sarte opgaver. Der er dog stadig mange handlinger, som solide robotter ikke kan udføre.
Indfangning og manipulation af objekter kræver et niveau af fingerfærdighed og fleksibilitet, som den nuværende teknologi ikke kan give. Nye materialer, som det, der diskuteres i denne artikel, gør det muligt at skabe robotter, der er i stand til at manipulere bløde og små genstande uden at skade dem.
Salgsfremmende video:
Maskiner, der bruger sådanne teknologier, vil være i stand til at yde pålidelig hjælp til en person i arbejde i situationer, hvor sarte handlinger er nødvendige, for eksempel inden for medicin. Det er meget muligt, at sådanne materialer begynder at blive brugt allerede i den nye generation af proteser, som vil være i stand til at give et kontrolniveau, der er meget højere end de nuværende proteser.
Nu planlægger forskere ved Columbia University at forbedre syntetiske muskler og udskifte de brugte højmodstands-ledninger med meget ledende materialer for at øge hastigheden og effektiviteten af muskelrespons.
Nikolay Khizhnyak