Robotët modernë mund të bëjnë shumë. Por në të njëjtën kohë, ato janë larg lehtësisë njerëzore dhe hirit të lëvizjeve. Dhe faji është - muskujt artificialë të papërsosur. Shkencëtarët nga shumë vende po përpiqen ta zgjidhin këtë problem. Artikulli do t'i kushtohet një pasqyre të shkurtër të shpikjeve të tyre të mahnitshme.
Muskuj polimer nga shkencëtarët nga Singapori
Një hap drejt më shumë robotëve humanoidë është bërë së fundmi nga shpikësit nga Universiteti Kombëtar i Singaporit. Sot, androidët me peshë të rëndë mundësohen nga sisteme hidraulike. Një disavantazh i rëndësishëm i kësaj të fundit është shpejtësia e ulët. Muskujt artificialë për robotët, të paraqitur nga shkencëtarët nga Singapori, i lejojnë kiborgët jo vetëm të ngrenë objekte që janë 80 herë më të rënda se pesha e tyre, por edhe ta bëjnë atë aq shpejt sa një person.
Një dizajn novator që shtrihet pesë herë në gjatësi i ndihmon robotët të "përqarkojnë" edhe milingonat, të cilat dihet se janë në gjendje të mbajnë objekte 20 herë më të rënda se pesha e trupit të tyre. Muskujt e polimerit kanë përparësitë e mëposhtme:
- fleksibilitet;
- forca goditëse;
- elasticitet;
- aftësia për të ndryshuar formën e saj në pak sekonda;
- aftësia për të kthyer energjinë kinetike në energji elektrike.
Megjithatë, shkencëtarët nuk do të ndalen me kaq - ata planifikojnë të krijojnë muskuj artificialë që do të lejonin robotin të ngrejë një ngarkesë 500 herë më të rëndë se ai vetë!
Zbulim nga Harvardi - muskujt nga elektroda dhe elastomeri
Shpikësit që punojnë në Shkollën e Shkencave të Aplikuara dhe Inxhinierike në Universitetin e Harvardit kanë prezantuar muskuj artificialë cilësorë të rinj për të ashtuquajturit robotë "të butë". Sipas shkencëtarëve, mendja e tyre, e përbërë nga një elastomer i butë dhe elektroda, të cilat përfshijnë nanotuba karboni, nuk është inferior në cilësi ndaj muskujve të njeriut!
Të gjithë robotët që ekzistojnë sot, siç u përmend tashmë, bazohen në disqet, mekanizmi i të cilëve është hidraulikë ose pneumatikë. Sisteme të tilla mundësohen nga ajri i kompresuar ose nga reagimi i kimikateve. Kjo e bën të pamundur ndërtimin e një roboti që është po aq i butë dhe i shpejtë sa njeriu. Shkencëtarët e Harvardit e kanë eliminuar këtë mangësi duke krijuar një koncept të ri cilësor të muskujve artificialë për robotët.
"muskuli" i ri i kiborgut është një strukturë me shumë shtresa në të cilën elektroda me nanotuba të krijuara në laboratorin e Clark kontrollojnë shtresat e sipërme dhe të poshtme të elastomerëve fleksibël, ide e shkencëtarëve nga Universiteti i Kalifornisë. Muskuj të tillëideale si për androidet "të buta" dhe instrumentet laparoskopike në kirurgji.
Shkencëtarët e Harvardit nuk u ndalën në këtë shpikje të mrekullueshme. Një nga zhvillimet e tyre më të fundit është një bioroboti me thumb. Përbërësit e tij janë qelizat e muskujve të zemrës së miut, ari dhe silikoni.
Shpikja e grupit Bauchmann: një lloj tjetër muskuli artificial i bazuar në nanotuba karboni
Në vitin 1999 në qytetin australian Kirchberg në takimin e 13-të të Shkollës Ndërkombëtare Dimërore mbi Vetitë Elektronike të Materialeve Novatore, shkencëtari Ray Bauchman, i cili punon në Allied Signal dhe drejton një grup ndërkombëtar kërkimor, bëri një prezantimi. Postimi i tij kishte të bënte me krijimin e muskujve artificialë.
Zhvilluesit e udhëhequr nga Ray Bauchman ishin në gjendje të imagjinonin nanotuba karboni në formën e fletëve të nanoletrës. Tubat në këtë shpikje ishin në çdo mënyrë të mundshme të ndërthurura dhe të përziera me njëri-tjetrin. Vetë nanoletra i ngjante letrës së zakonshme në pamjen e saj - mund të mbahej në duar, të pritej në shirita dhe copa.
Eksperimenti i grupit ishte shumë i thjeshtë në dukje - shkencëtarët ngjitën copa nanoletër në anët e ndryshme të shiritit ngjitës dhe e ulën këtë strukturë në një zgjidhje të kripur përçuese elektrike. Pas ndezjes së baterisë së tensionit të ulët, të dy nanoshripat u zgjatën, veçanërisht ai i lidhur me polin negativ të baterisë elektrike; pastaj letra u përkul. Modeli i muskujve artificial funksionoi.
Vetë Bauhman beson se shpikja e tij pas një modernizimi cilësordo të transformojë ndjeshëm robotikën, sepse muskujt e tillë të karbonit, kur përkulen / zgjerohen, krijojnë një potencial elektrik - ata prodhojnë energji. Përveç kësaj, muskuj të tillë janë tre herë më të fortë se njeriu, mund të funksionojnë në temperatura jashtëzakonisht të larta dhe të ulëta, duke përdorur rrymë dhe tension të ulët për punën e tyre. Është mjaft e mundur të përdoret për protetikën e muskujve të njeriut.
Universiteti i Teksasit: muskuj artificialë të bërë nga linja peshkimi dhe fije qepëse
Një nga më të habitshmet është puna e një ekipi kërkimor nga Universiteti i Teksasit, i cili ndodhet në Dallas. Ajo arriti të marrë një model të muskujve artificialë, në forcën dhe fuqinë e tij që të kujton një motor jet - 7.1 kf / kg! Muskuj të tillë janë qindra herë më të fortë dhe më produktivë se ata njerëzorë. Por gjëja më e mahnitshme këtu është se ato u ndërtuan nga materiale primitive - linja peshkimi polimer me forcë të lartë dhe fije qepëse.
Ushqyerja e një muskuli të tillë është një ndryshim në temperaturë. Sigurohet nga një fije qepëse e veshur me një shtresë të hollë metali. Megjithatë, në të ardhmen, muskujt e robotëve mund të ushqehen nga ndryshimet në temperaturën e mjedisit të tyre. Kjo veçori, meqë ra fjala, mund të zbatohet fare mirë për veshjet që përshtaten me motin dhe pajisje të tjera të ngjashme.
Nëse polimeri është i përdredhur në një drejtim, ai do të tkurret fort kur nxehet dhe do të shtrihet shpejt kur të ftohet, dhe nëse përdredhet në drejtim të kundërt, do të jetë krejtësisht i kundërt. Një dizajn i tillë i thjeshtë mund, për shembull, të rrotullojë një rotor të përgjithshëm me një shpejtësi prej 10 mijë rrotullime / min. Plus të tillamuskujt artificialë nga linja e peshkimit në atë që janë në gjendje të tkurren deri në 50% të gjatësisë së tyre origjinale (vetëm njeriu me 20%). Përveç kësaj, ata dallohen nga qëndrueshmëria e mahnitshme - ky muskul nuk "lodhet" edhe pas një milion përsëritjesh të veprimit!
Nga Teksasi në Amur
Zbulimi i shkencëtarëve nga Dallasi ka frymëzuar shumë shkencëtarë nga e gjithë bota. Megjithatë, vetëm një robotist arriti të përsëriste me sukses përvojën e tij - Alexander Nikolaevich Semochkin, kreu i laboratorit të teknologjisë së informacionit në Universitetin Pedagogjik Shtetëror Bjellorus.
Në fillim, shpikësi priti me durim artikuj të rinj në Science rreth zbatimit masiv të shpikjes së kolegëve amerikanë. Meqenëse kjo nuk ndodhi, shkencëtari Amur vendosi me njerëzit e tij të një mendjeje të përsërisë përvojën e mrekullueshme dhe të krijojë muskuj artificialë nga tela bakri dhe linja e peshkimit me duart e tyre. Por, mjerisht, kopja nuk ishte e zbatueshme.
Frymëzim nga Skolkovo
Kthimi në eksperimentet pothuajse të braktisura Alexander Semochkin u detyrua nga një shans - shkencëtari shkoi në një konferencë robotike në Skolkovo, ku takoi një person me të njëjtin mendim nga Zelenograd, kreun e kompanisë Neurobotics. Siç doli, inxhinierët e kësaj kompanie janë të zënë edhe me krijimin e muskujve nga linjat e peshkimit, të cilat janë mjaft të zbatueshme.
Pas kthimit në atdheun e tij, Aleksandër Nikolaevich filloi të punojë me energji të përtërirë. Në një muaj e gjysmë, ai ishte në gjendje jo vetëm të montonte muskuj artificialë të punueshëm, por edhe të krijonte një makinë për t'i përdredhur ato, e cila bënte mbështjellje linja peshkimi.rreptësisht e përsëritshme.
Muskulatura artificiale e Shpalljes
Për të krijuar një muskul prej pesë centimetrash, A. N. Semochkin ka nevojë për disa metra tel dhe 20 cm vijë të zakonshme peshkimi. Një makinë "prodhimi" e muskujve të printuar në 3D, meqë ra fjala, kthen një muskul në 10 minuta. Më pas struktura vendoset në furrë të nxehur në +180 gradë Celsius për gjysmë ore.
Mund ta aktivizoni një muskul të tillë me ndihmën e rrymës elektrike - thjesht lidhni burimin e tij me telin. Si rezultat, ajo fillon të nxehet dhe të transferojë nxehtësinë e saj në vijën e peshkimit. Ky i fundit shtrihet ose kontraktohet - në varësi të llojit të muskujve që ka përdredhur pajisja.
Planet e shpikësit
Projekti i ri i Alexander Semochkin është të "mësojë" muskujt e krijuar të kthehen më shpejt në gjendjen e tyre origjinale. Kjo mund të ndihmohet nga ftohja e shpejtë e telit të energjisë - shkencëtari sugjeron që një proces i tillë do të ndodhë më shpejt nën ujë. Pasi të merret një muskul i tillë, Iskanderus, një robot antropomorfik i Universitetit Shtetëror Pedagogjik Bjellorus, do të bëhet pronari i tij i parë.
Shkencëtari nuk e mban sekret shpikjen e tij - ai poston video në YouTube dhe gjithashtu planifikon të shkruajë një artikull me udhëzime të hollësishme për krijimin e një makinerie që kthen muskujt nga linja e peshkimit dhe teli.
Koha nuk qëndron ende - muskujt artificialë për të cilët ju treguam janë përdorur tashmë në kirurgjinë për endo- dheoperacionet laparoskopike. Dhe në laboratorin "Disney" me pjesëmarrjen e tyre, ata mblodhën një dorë funksionale.
