Мягкие искусственные мышцы привели в действие электричеством
Разработаны мягкие искусственные мышцы, приводимые в движение электричеством и способные поднимать груз массой на три порядка больше собственной. Разработка выполнена инженерами из Колумбийского университета, статья о ней опубликована в журнале Nature Communications (Miriyev et al., Soft material for soft actuators).
Как правило, в качестве привода для роботов и других механических устройств используются моторы. Некоторые инженеры создают устройства с искусственными мышцами, главная задача которых – сокращаться и расширяться под действием определенного стимула. Зачастую таким стимулом служит повышение или понижение давления с помощью пневматических устройств. Однако этот подход имеет ряд ограничений – например, такие искусственные мышцы необходимо снабжать компрессором.
Авторы новой разработки создали мягкий актуатор, приводимый в движение электричеством. Он устроен следующим образом. Большую часть актуатора составляет эластомер, через который проходит металлический провод. В эластомере также находятся небольшие пузырьки с жидким этанолом. При прохождении тока провод, а следовательно, и сам актуатор с пузырьками нагреваются, из-за чего этанол, испаряясь, расширяется в объеме. Если затем прекратить подачу тока, актуатор остынет, этанол снова конденсируется и его объем уменьшится.
Принцип расширения актуатора
Процесс создания нового актуатора занимает всего несколько десятков минут. Для этого необходимо смешать несколько недорогих исходных материалов, залить их в форму и подождать, пока они затвердеют. Альтернативой этому способу авторы разработки называют также использование 3D-принтера.
Искусственные мышцы на основе актуатора из этанола способны поднимать объекты массой в тысячу раз больше собственной. Стоит отметить, что само по себе это устройство выполняет функцию, немного отличную от функции живых мышц, ведь основное его действие – расширение, а не сокращение. Впрочем, если актуатор держать в нагретом состоянии и охлаждать для сокращения, то он в точности будет соответствовать движениям мышц.
Недавно исследователи разработали искусственные мышцы на основе пневматики, а недавно другая группа ученых создала электрохимический актуатор, управляемый подачей небольшого напряжения. Его принцип действия основан на том, что напряжение заставляет ионы встраиваться между слоями материала и тем самым расширять его.
Григорий Копиев, N+1
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
