Robot modern dapat melakukan banyak hal. Tetapi pada saat yang sama, mereka jauh dari kemudahan dan keanggunan gerakan manusia. Dan kesalahannya adalah - otot buatan yang tidak sempurna. Para ilmuwan dari banyak negara sedang mencoba untuk memecahkan masalah ini. Artikel ini akan dikhususkan untuk ikhtisar singkat tentang penemuan menakjubkan mereka.
Otot polimer dari ilmuwan Singapura
Sebuah langkah menuju robot humanoid baru-baru ini dibuat oleh penemu dari National University of Singapore. Saat ini, android kelas berat didukung oleh sistem hidrolik. Kerugian signifikan dari yang terakhir adalah kecepatan rendah. Otot buatan untuk robot, dipresentasikan oleh ilmuwan Singapura, memungkinkan cyborg tidak hanya mengangkat benda yang 80 kali lebih berat dari beratnya sendiri, tetapi juga melakukannya secepat manusia.
Desain inovatif yang membentang lima kali panjangnya membantu robot "berkeliling" bahkan semut, yang diketahui mampu membawa benda 20 kali lebih berat daripada berat tubuhnya sendiri. Otot polimer memiliki keuntungan sebagai berikut:
- fleksibilitas;
- kekuatan serangan;
- elastisitas;
- kemampuan untuk mengubah bentuknya dalam beberapa detik;
- kemampuan mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.
Namun, para ilmuwan tidak akan berhenti di situ - mereka berencana membuat otot buatan yang memungkinkan robot mengangkat beban 500 kali lebih berat dari dirinya sendiri!
Penemuan dari Harvard - otot dari elektroda dan elastomer
Penemu yang bekerja di School of Applied and Engineering Sciences di Harvard University telah mempresentasikan otot buatan baru secara kualitatif untuk apa yang disebut robot "lunak". Menurut para ilmuwan, gagasan mereka, yang terdiri dari elastomer lunak dan elektroda, yang termasuk nanotube karbon, tidak kalah kualitasnya dengan otot manusia!
Semua robot yang ada saat ini, seperti yang telah disebutkan, didasarkan pada penggerak, yang mekanismenya adalah hidrolik atau pneumatik. Sistem tersebut didukung oleh udara terkompresi atau reaksi bahan kimia. Hal ini membuat mustahil untuk membuat robot yang selembut dan secepat manusia. Ilmuwan Harvard telah menghilangkan kekurangan ini dengan menciptakan konsep baru secara kualitatif tentang otot buatan untuk robot.
"Otot" cyborg baru adalah struktur berlapis-lapis di mana elektroda nanotube yang dibuat di lab Clark mengontrol lapisan atas dan bawah elastomer fleksibel, gagasan para ilmuwan dari University of California. Otot-otot seperti ituideal untuk instrumen android "lunak" dan laparoskopi dalam pembedahan.
Ilmuwan Harvard tidak berhenti pada penemuan luar biasa ini. Salah satu perkembangan terbaru mereka adalah biorobot ikan pari. Komponennya adalah sel otot jantung tikus, emas dan silikon.
Penemuan grup Bauchmann: jenis lain dari otot buatan berdasarkan karbon nanotube
Kembali pada tahun 1999 di kota Kirchberg di Australia pada pertemuan ke-13 Sekolah Musim Dingin Internasional tentang Sifat Elektronik Bahan Inovatif, ilmuwan Ray Bauchman, yang bekerja di Allied Signal dan mengepalai kelompok penelitian internasional, membuat presentasi. Postingannya tentang membuat otot buatan.
Pengembang yang dipimpin oleh Ray Bauchman mampu membayangkan karbon nanotube dalam bentuk lembaran nanopaper. Tabung dalam penemuan ini dengan segala cara yang mungkin terjalin dan bercampur satu sama lain. Kertas nano itu sendiri terlihat seperti kertas biasa - bisa dipegang dengan tangan, dipotong-potong.
Eksperimen kelompok ini sangat sederhana tampilannya - para ilmuwan menempelkan potongan-potongan kertas nano ke berbagai sisi pita perekat dan menurunkan struktur ini menjadi larutan konduktif elektrik yang asin. Setelah baterai tegangan rendah dihidupkan, kedua nanostrip memanjang, terutama yang terhubung ke kutub negatif baterai listrik; kemudian kertas itu menggulung. Model otot buatan berfungsi.
Bauhman sendiri percaya bahwa penemuannya setelah modernisasi kualitatifakan mengubah robotika secara signifikan, karena otot karbon seperti itu, ketika ditekuk / diperpanjang, menciptakan potensi listrik - mereka menghasilkan energi. Selain itu, otot tersebut tiga kali lebih kuat dari manusia, dapat berfungsi pada suhu yang sangat tinggi dan rendah, menggunakan arus dan tegangan rendah untuk pekerjaan mereka. Sangat mungkin untuk menggunakannya untuk prostetik otot manusia.
University of Texas: otot buatan yang terbuat dari pancing dan benang jahit
Salah satu yang paling mencolok adalah karya tim peneliti dari University of Texas yang berlokasi di Dallas. Dia berhasil mendapatkan model otot buatan, dalam kekuatan dan kekuatannya yang mengingatkan pada mesin jet - 7,1 hp / kg! Otot-otot seperti itu ratusan kali lebih kuat dan lebih produktif daripada otot manusia. Tapi hal yang paling menakjubkan di sini adalah mereka dibuat dari bahan primitif - tali pancing polimer kekuatan tinggi dan benang jahit.
Nutrisi otot seperti itu adalah perbedaan suhu. Ini disediakan oleh benang jahit yang dilapisi dengan lapisan tipis logam. Namun, di masa depan, otot-otot robot mungkin didorong oleh perubahan suhu lingkungan mereka. Omong-omong, properti ini mungkin diterapkan pada pakaian yang beradaptasi dengan cuaca dan perangkat serupa lainnya.
Jika polimer dipelintir ke satu arah, polimer akan menyusut tajam saat dipanaskan dan cepat meregang saat didinginkan, dan jika dipelintir ke arah yang berlawanan, itu akan benar-benar berlawanan. Desain sederhana seperti itu dapat, misalnya, memutar rotor keseluruhan dengan kecepatan 10 ribu putaran / menit. Ditambah seperti ituotot buatan dari pancing yang mampu berkontraksi hingga 50% dari panjang aslinya (manusia hanya sebesar 20%). Selain itu, mereka dibedakan oleh daya tahan yang luar biasa - otot ini tidak "lelah" bahkan setelah satu juta pengulangan aksi!
Dari Texas ke Amur
Penemuan ilmuwan dari Dallas telah menginspirasi banyak ilmuwan dari seluruh dunia. Namun, hanya satu ahli robotik yang berhasil mengulangi pengalaman mereka - Alexander Nikolaevich Semochkin, kepala laboratorium teknologi informasi di Universitas Pedagogis Negeri Belarusia.
Pada awalnya, penemu dengan sabar menunggu artikel baru di Science tentang implementasi massal penemuan rekan-rekan Amerika. Karena ini tidak terjadi, ilmuwan Amur memutuskan dengan orang-orang yang berpikiran sama untuk mengulangi pengalaman indah dan membuat otot buatan dari kawat tembaga dan tali pancing dengan tangan mereka sendiri. Tapi, sayangnya, salinannya tidak layak.
Inspirasi dari Skolkovo
Kembali ke eksperimen yang hampir ditinggalkan Alexander Semochkin dipaksa secara kebetulan - ilmuwan itu menghadiri konferensi robotika di Skolkovo, di mana ia bertemu dengan orang yang berpikiran sama dari Zelenograd, kepala perusahaan Neurobotics. Ternyata, para insinyur perusahaan ini juga sibuk membuat otot dari pancing, yang cukup layak.
Kembali ke tanah airnya, Alexander Nikolaevich mulai bekerja dengan semangat baru. Dalam satu setengah bulan, ia tidak hanya mampu merakit otot buatan yang bisa dikerjakan, tetapi juga membuat mesin untuk memutarnya, yang membuat gulungan tali pancing.benar-benar dapat diulang.
Annunciation otot buatan
Untuk membuat otot lima sentimeter, A. N. Semochkin membutuhkan beberapa meter kawat dan 20 cm pancing biasa. Omong-omong, mesin "produksi" otot yang dicetak 3D, memutar otot dalam 10 menit. Kemudian struktur ditempatkan dalam oven yang dipanaskan hingga +180 derajat Celcius selama setengah jam.
Anda dapat mengaktifkan otot seperti itu dengan bantuan arus listrik - cukup sambungkan sumbernya ke kabel. Akibatnya, ia mulai memanas dan mentransfer panasnya ke pancing. Yang terakhir diregangkan atau dikontrak - tergantung pada jenis otot yang dipelintir perangkat.
Rencana Penemu
Proyek baru Alexander Semochkin adalah "mengajarkan" otot-otot yang diciptakan untuk kembali ke keadaan semula lebih cepat. Ini dapat dibantu oleh pendinginan cepat kabel listrik - ilmuwan menyarankan bahwa proses seperti itu akan terjadi lebih cepat di bawah air. Setelah otot tersebut diperoleh, Iskanderus, robot antropomorfik dari Universitas Pedagogis Negeri Belarusia, akan menjadi pemilik pertamanya.
Ilmuwan tidak merahasiakan penemuannya - ia memposting video di YouTube, dan juga berencana untuk menulis artikel dengan instruksi terperinci untuk membuat mesin yang memutar otot dari pancing dan kawat.
Waktu tidak berhenti - otot buatan yang kami ceritakan sudah digunakan dalam operasi untuk endo- danoperasi laparoskopi. Dan di laboratorium "Disney" dengan partisipasi mereka, mereka merakit tangan yang berfungsi.
