Вчені з Південної Кореї розробили інноваційний штучний м’яз. Цей винахід дозволить роботам майбутнього піднімати вагу, що в тисячі разів перевищує їхню власну. Технологія може стати ключовою для створення нового покоління людиноподібних машин, значно розширивши їхні фізичні можливості й наблизивши до науково-фантастичних прототипів.
Як це працює?
Команда дослідників з Ульсанського національного інституту науки та технологій (UNIST) у Південній Кореї представила розробку, яка може кардинально змінити майбутнє робототехніки. Вони створили штучний м’яз, що вирішує одну з головних проблем у цій галузі: поєднання гнучкості та сили. Раніше подібні розробки були або дуже еластичними, але слабкими, або міцними, але жорсткими та нерухомими. Новий композитний матеріал здатний бути і гнучким, і твердим залежно від потреби, що відкриває шлях до створення більш універсальних м’яких роботів, пише Live Science.
Цей штучний м’яз, описаний у журналі Advanced Functional Materials, є складним поєднанням полімерів, що імітують скорочення та розслаблення справжніх м’язів. Його унікальність полягає в подвійній архітектурі поперечних зв’язків.
- Перший механізм – це ковалентно пов’язана хімічна мережа (два або більше атомів, які мають спільні електрони для досягнення більш стабільної конфігурації), яка забезпечує довговічність.
- Другий – оборотна мережа, що фізично взаємодіє.
Крім того, у полімерну матрицю вбудовані магнітні мікрочастинки, які дозволяють керувати жорсткістю матеріалу. Завдяки цьому м’яз може ставати твердим, коли несе велике навантаження, і пом’якшуватися для скорочення.
Краще, ніж людина
Показники розробки вражають.
- Штучний м’яз вагою всього 1,13 грама здатний підняти вантаж до 5 кілограмів, що приблизно в 4400 разів перевищує його власну вагу.
- Для порівняння, людський м’яз скорочується приблизно на 40%, тоді як цей синтетичний аналог досягає показника 86,4% – удвічі більше.
- Щільність роботи, тобто кількість енергії, яку м’яз може видати на одиницю об’єму, становить 1150 кілоджоулів на кубічний метр. Це в 30 разів перевищує можливості людських тканин.
Міцність матеріалу була виміряна за допомогою одноосьового випробування на розтяг, під час якого до зразка прикладають силу, що тягне, доки він не зруйнується.
Цей прорив може стати основою для створення гуманоїдних роботів, здатних виконувати складні фізичні завдання, що раніше були недосяжними.