Вакуумные мышцы поднимают в 1000 раз больше своего веса (видео)
Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering

Вакуумные мышцы поднимают в 1000 раз больше своего веса (видео)

Технологии

Вдохновившись техникой создания оригами, исследователи из США изобрели дешёвые искусственные мышцы для роботов, позволяющие им поднимать вес, в 1000 раз превышающий их собственный. Это огромный скачок вперед в области мягкой робототехники, пришедшей на смену предыдущему поколению роботов с негибкими и прерывистыми движениями, заявляют учёные.

«Это словно снабдить роботов суперсилой», — говорит ведущий специалист проекта Даниэла Рус, профессор из Массачусетского технологического института.

За основу конструкции мышц взяли металлические спирали и пластиковые листы. Производство одной единицы обходится примерно в 1 доллар, говорится в докладе ведущего американского журнала для публикации оригинальных научных исследований «Proceedings of the National Academy of Sciences».

Вдохновение ученые черпают в зигзагообразной структуре, которая реализована в некоторых мышцах, что позволяет им сжиматься и разжиматься по команде, используя водяной или воздушный вакуумный компрессор.

 
Скелет может быть пружиной, структурой, складывающейся как оригами, или твёрдой структурой с откидными, либо гибкими элементами, заполненных вакуумом, говорится в докладе.

Технология потенциально может применяться в микрохирургических устройствах, экзоскелетах, глубоководных аппаратах или даже в трансформируемых строениях.

«Искусственные мышцеподобные приводы — одна из наиболее важных задач в области технической науки», — говорит соавтор проекта Роб Вуд, профессор Гарвардского университета. «Разработав приводные механизмы с характеристиками естественных мышц, мы теперь можем представить создание практически любого робота для любых целей».

Исследователи сконструировали десятки мышц различных форм и размеров, используя металлические пружины, а также пену и пластик. Они могут сжиматься до 10% своего первоначального размера, поднимать хрупкий цветок с земли или закрутиться по спирали — это возможно путём откачки из них воздуха.

Искусственные мышцы «могут прилагать в шесть раз больше силы, равномерно распределённой по поверхности в один квадратный метр, нежели скелетные мышцы млекопитающих, но при этом они невероятно легковесны».

Мышца весом 2,6 гр способна поднять объект весом 3 кг, что «эквивалентно, к примеру, утке-крякве, поднимающей автомобиль».

По словам другого соавтора проекта Дэниэла Фогта, инженера из института Уайс при Гарварде, вакуумные мышцы «обладают крайне низкой вероятностью разрыва и повреждения. Они не расширяются при эксплуатации, и поэтому могут быть интегрированы в роботизированные элементы на человеческом теле».

Спонсорами работы по созданию искусственных мышц выступили Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) совместно с Национальным научным фондом (независимым правительственным агентством США) и Институтом Уайс при Гарвардском университете.