Mesterséges izmot fejlesztettek, új robotgeneráció jöhet

A Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem (UCLA) kutatói új anyagot fejlesztettek ki olyan mesterséges izmok felépítésére, amelyek erősebbek és akár 10-szer rugalmasabbak, mint a természetesen előforduló izmok – áll az egyetem sajtóközleményében.

A tudósok igyekeztek rekonstruálni a test izmait, hogy flexibilis robotokat és új tapintásos technológiát dolgozzanak ki. Sok olyan innovatív rugalmas anyag létezik már, amik kettős feladatot is elláthatnak: mechanikai teljesítményt nyújtanak és bírják a nagy igénybevételt is.

A dielektromos elasztomereknek (DE) nevezett anyagok egy osztálya tartós, könnyű és nagyon rugalmas is. A DE-k természetes vagy szintetikus vegyületekből származhatnak, és elektromos tér hatására megváltoztathatják méretüket vagy alakjukat. 

Az új anyag szükségessége

Eddig a DE-ket akrilból vagy szilikonból gyártották, és ugyan az akrilból készült DE-k nagy igénybevételt is képesek kezelni, de nehezebb előállítani őket és nem rugalmasak. A szilikon DE-k könnyen elkészíthetők, de nem bírják a nagy igénybevételt.

Az SRI International (korábban Stanford Research Institute) non-profit szervezettel együttműködve az UCLA csapata kereskedelmi forgalomban kapható vegyszereket és ultraibolya (UV) fény alapú térhálósítási eljárást alkalmazott az akril alapú DE javítására.

Vékony, mint a haj

A PHDE filmszerű anyag, olyan vékony és könnyű, mint az emberi haj. Ezeknek a filmeknek a rétegezése hozhatja létre az új, mesterséges izomszövetet, ami akár egy kis robot működtetéséhez is elegendő energiát állít elő.

A régebbi mesterséges izmok csak egy réteg vastagok voltak, mert a korábbi, „nedves” eljárás egyenletlen rétegeket hozott létre, amiket nehéz volt egymásra tenni.

Az UCLA kutatóinak új, „száraz” módszere a PHDE fóliákat rétegesen fekteti le, majd UV-térhálósítást alkalmaz.

Ez a rugalmas, sokoldalú és hatékony anyag megnyithatja a kapukat a robotok új generációja előtt, az érzékelő rendszerek piacán és azoknál a technológiáknál, amelyek utánozhatják vagy akár javíthatják is az emberi mozgást.

– mondta Qibing Pei, az anyagtudomány professzora az UCLA-n.

Ezek az új izmok sokszor nagyobb erőt tudnak generálni, mint a biológiaiak, és 3–10-szer rugalmasabbak természetes társaiknál. A kutatók egy kísérlet során azt is bizonyították, hogy az új izommal működő szerkezetek képesek a súlyuknál 20-szor nagyobb labdát is feldobni.