Ρομποτική: Νέος συνθετικός μυς μας φέρνει πιο κοντά στην δημιουργία ρεαλιστικών ρομπότ (video)

Μια από τις μεγαλύτερες δυσκολίες που έχουν τα σύγχρονα ρομπότ είναι η εκτέλεση ευαίσθητων ενεργειών, όπως για παράδειγμα η παραλαβή ενός μαλακού αντικειμένου, χωρίς να προκαλέσουν ζημιές. Μια νέα μορφή συνθετικού μυ θα μπορούσε να βάλει τέλος στο συγκεκριμένο πρόβλημα και να βελτιώσει σημαντικά την λειτουργία των ρομπότ.

Μια ομάδα ερευνητών από τη Σχολή Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Πανεπιστημίου Columbia ανέπτυξε έναν νέο τύπο συνθετικού μαλακού μυός που μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας έναν 3D εκτυπωτή. Το υλικό είναι ικανό να ανυψώνει έως και 1.000 φορές το βάρος του και έχει δεκαπέντε φορές μεγαλύτερη πυκνότητα από αυτή των φυσικών μυών. Το υλικό δεν απαιτεί εξωτερικό συμπιεστή ή εξοπλισμό για τη ρύθμιση της πίεσης. Αυτά τα εξαρτήματα καταλαμβάνουν πολύ χώρο, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη χρήση τους για τη δημιουργία μηχανών που είναι τόσο μικρές όσο και ικανές να λειτουργούν ανεξάρτητα.

Ο συνθετικός μυς αποτελείται από μια μήτρα σιλικόνης, η οποία είναι επικαλυμμένη με μικροφυσαλίδες αιθανόλης. Ενεργοποιείται ηλεκτρικά, χρησιμοποιώντας φορτίο χαμηλής ισχύος που μεταφέρεται μέσω ενός λεπτού σύρματος. «Έχουμε σημειώσει μεγάλη πρόοδο όσων αφορά στη λειτουργία των εγκεφάλων των ρομπότ, αλλά τα σώματα τους παραμένουν πρωτόγονα», αναφέρει σε δελτίο τύπου ο Hod Lipson, καθηγητής μηχανολογίας που ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας. «Αυτό είναι ένα μεγάλο κομμάτι του παζλ και όπως στη βιολογία, ο νέος ενεργοποιητής μπορεί να διαμορφωθεί και να αναμορφωθεί με χίλιους τρόπους. Έχουμε ξεπεράσει ένα από τα τελικά εμπόδια για να κάνουμε ρεαλιστικά ρομπότ».

(Αριστερά) Ο ηλεκτρικά ενεργοποιούμενος μυς με λεπτό σύρμα-αντιστάτη σε θέση ηρεμίας, (Δεξιά) Ο μυς διαστέλλεται με τη χρήση ρεύματος χαμηλής ισχύος (8V).

Οι δράσεις που σχετίζονται με το άγγιγμα και τον χειρισμό αντικειμένων απαιτούν ένα ορισμένο επίπεδο λεπτότητας και επιδεξιότητας που οι τρέχουσες τεχνολογίες παλεύουν να επιτύχουν. Το νέο αυτό υλικό θα μπορούσε να βοηθήσει στη δημιουργία ενός ρομπότ που, για παράδειγμα, μπορεί να πιάσει ένα μαλακό αντικείμενο χωρίς να προκαλέσει ζημιά. Οι μηχανές που κατασκευάζονται με τη χρήση αυτής της τεχνολογίας θα μπορούσαν να παρέχουν βοήθεια σε καταστάσεις όπου απαιτούνται ευαίσθητες κινήσεις, όπως για παράδειγμα στη ρομποτική ιατρική. Μπορούμε, ακόμη, να δούμε το υλικό να ενσωματώνεται στην προσθετική της επόμενης γενιάς, ώστε να προσφέρει βελτιώσεις στον έλεγχο που έχουν οι χρήστες πάνω στα πρόσθετα μέλη τους.

Το επόμενο βήμα για τους ερευνητές είναι να αντικαταστήσουν το σύρμα αντίστασης που χρησιμοποιείται επί του παρόντος με αγώγιμα υλικά, κάτι που θα βελτιώσει το χρόνο απόκρισης και τη μακροζωία του συνθετικού μυός. Κοιτώντας περαιτέρω προς τα εμπρός, οι ερευνητές σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν την τεχνητή νοημοσύνη για να ελέγξουν την κίνηση του υλικού, μια εξέλιξη που θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια πιο ανθρωποειδή κίνηση στα ρομπότ του αύριο.

Δείτε το video:

Πηγή: Columbia University 

Περισσότερα στη δημοσίευση: Soft material for soft actuators. Nature Communications.