Группа исследователей из Итальянского технологического института разработала новый класс 3D-печатных искусственных мышц. Они способны сжиматься и сокращаться по желанию, и могут быть выполнены в разных масштабах, из разных материалов и с разными техническими характеристиками, обеспечивая широкий диапазон реалистичных движений.

Учёные разработали 3D-печатные биомиметические мышцы работающие при помощи мягких актуаторов. Science Robotics

В 1000 раз больше своего веса

Искусственные мышцы или мягкие актуаторы получили название GeometRy-based Actuators that Contract and Elongate (GRACE). Управление актуатором происходит за счет уменьшения или увеличения давления газа или сжатого воздуха. Такие инновационные механизмы способны поднимать груз в 1000 раз больше собственного веса. Объединив 18 новых приводов, ученые создали роботизированную руку весом 8 гр, способную поднимать грузы до 8 килограммов.

Но и это еще не все. Новая математическая модель, лежащая в основе конструкции, обеспечивает совершенно новый уровень гибкости. При воздействии на различные мышечные группы роботизированная рука может сгибать пальцы, вращать запястьем и поворачивать ладонь. (До сих пор полимеры, использующиеся в подобных технологиях, отличались довольно высокой жесткостью.)

Новая гофрированная конструкция обеспечивает универсальность движений

GRACE изготавливается из 3D-печатной смолы, но уникальность ее конструкции заключается в том, что она имеет гофрированную форму. То есть, "когда мышцы заполняются газом, энергия преобразуется в движение, а растяжение и сжатие обеспечивают высокую прочность и гибкость полностью трехмерных устройств, изготовленных с их помощью".

Для описания работы механизмов, имитирующих различные биологические процессы, нередко используется термин "биомимикрия". Несмотря на то, что развитие этой области науки охватывает практически все аспекты живой природы, почему мы хотим, чтобы машины были обязательно похожи на нас?

Например, в контексте искусственных мышц, технология GRACE может иметь большое значение для реабилитационных мероприятий или замены частей тела в случае их утраты. Так зачем тогда все эти человекоподобные машины? Кто знает? Возможно, ответ кроется в том, что мы чувствуем себя более комфортно рядом с тяжеловесным гигантским роботом просто потому, что его известность вызывают чувство симпатии.

Как бы то ни было, совершенно очевидно, что развитие биомиметики и ее применение в реальных социально и экологически значимых ситуациях уже не за горами.

Источники: Journal Science, Википедиа
1. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Бионика#Биомиметика)
2 .(https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/scirobotics.abn4155)