Исследовательские группы из Кореи и Италии представили новые типы искусственных мышц для робототехники. Эти разработки направлены на создание приводов, сочетающих в себе движение и сенсорное восприятие, аналогично биологическим мышечно-сухожильным системам.
Устройство, созданное в Сеульском национальном университете, выполнено на основе жидкокристаллического эластомера с интегрированными каналами из жидкого металла. Оно сокращается под действием электрической стимуляции и одновременно измеряет силу и длину в реальном времени без использования внешних датчиков. Система имитирует работу сухожилия и мышцы за счет последовательного соединения изотропного и нематического жидкокристаллических материалов.
В свою очередь, исследователи из MIT Media Lab и Политехнического университета Бари разработали электрожидкостные волоконные мышцы, которые обеспечивают роботам и носимым устройствам силу и скорость, сопоставимые с естественными мышцами.
На основе новой технологии были созданы роботизированные пальцы и захваты. Они способны поднимать хрупкие предметы, а также определять их жесткость и размер за счет встроенной обратной связи. Расположение мышц по принципу антагонистов (как в биологических системах) позволило улучшить точность управления движениями и снизить количество ошибок.
В ходе экспериментов выявлено, что при повторяющихся движениях в мышце может накапливаться тепло, что приводит к дрейфу силы и снижению точности. Также возможны ошибки отслеживания при резких изменениях целей движения. Для решения этих проблем предлагается использовать более быстрые методы охлаждения, включая более тонкие материалы, встроенные каналы охлаждения или элементы Пельтье. Кроме того, существующая модель оценки растяжения, основанная на экспериментальных данных, может потребовать дальнейшей доработки с учетом распределения тепла и механических свойств жидкокристаллических эластомеров.
Читайте также: «Инженеры разрабатывают компьютер будущего по примеру человеческого мозга».