손으로 인공 근육 : 제조 및 기능

현대 로봇은 많은 것을 할 수 있습니다. 그러나 그들은 인간의 용이함과 우아한 움직임과는 거리가 멀다. 그리고 잘못은 불완전한 인공 근육입니다. 많은 국가의 과학자들이이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 이 기사는 놀라운 발명품에 대한 간략한 리뷰를 다룰 것입니다.

싱가포르 과학자들의 고분자 근육

최근 휴머노이드 로봇을 향한 한 발은 싱가폴 국립 대학 (National University of Singapore)의 발명가에 의해 만들어졌습니다. 오늘 안드로이드 - 거물급은 유압 시스템의 작동으로 움직입니다. 후자의 중요한 단점은 작은 속도입니다. 로봇 과학자들이 제시 한 로봇 용 인공 근육은 사이보그가 자신의 체중보다 80 배나 큰 물체를 들어 올릴뿐만 아니라 인간처럼 빨리 할 수있게합니다.

혁신적인 개발은 5 번 길게 늘리면 로봇이 개미를 "우회"하는 데 도움이됩니다. 아는 바와 같이 자신의 종아리보다 무거운 물건을 20 배나 운반 할 수 있습니다. 고분자 근육에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

• 유연성;
• 눈에 띄는 힘;
• 탄력성;
• 몇 초 안에 모양을 바꿀 수있는 능력;
• 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 능력.

그러나 과학자들은 로봇을 인공 근육을 만들 계획에서 멈추지 않을 것입니다. 인공 근육을 만들면 로봇이 자신보다 500 배 더 무거운 하중을 들어 올릴 수 있습니다!

하버드에서 발견 - 전극과 엘라스토머의 근육

하버드 대학의 응용 및 공학 과학 학교에서 일하는 발명가들은 소위 "소프트"로봇을 위해 정 성적으로 새로운 인공 근육을 제시했습니다. 과학자들에 따르면, 부드러운 엘라스토머와 전극으로 구성되는 그들의 자손 인 카본 나노 튜브 는 그 특성상 인간의 근육보다 열등하지 않습니다!

이미 언급 한대로 기존의 모든 로봇은 유압 장치 또는 공압 장치를 사용하는 드라이브를 기반으로합니다. 이러한 시스템은 압축 공기 또는 화학 반응을 통해 작동합니다. 이것은 인간만큼 부드럽고 빠른 로봇을 설계하는 것을 허용하지 않습니다. 하버드 대학의 과학자들은 이러한 결점을 제거하여 로봇을위한 인공 근육의 새로운 개념을 창조했습니다.

사이보그의 새로운 "근육 조직"은 클라크의 실험실에서 만들어진 나노 튜브 전극이 이미 캘리포니아 대학 출신의 과학자들의 발명품 인 유연한 엘라스토머의 상층과 하층을 제어하는 다층 구조입니다. 이러한 근육은 "부드러운"안드로이드와 수술 중 복강경 수술에 이상적입니다.

이 현저한 발명품에, 하버드 과학자는 멈추지 않았다. 최신 개발 중 하나는 biorobot-skate입니다. 그 성분은 쥐 심장 근육 세포, 금과 실리콘입니다.

바흐 만 (Bauchman) 그룹의 발명 : 탄소 나노 튜브 기반 인공 근육의 다른 유형

1999 년 호주 시드니 키르히 베르크 (Kirchberg)에서 국제 겨울 학교 혁신 재료 시험 학회 (International Winter School of Innovative Materials)의 13 번째 회의에서 Allied Signal에서 일하고 과학자 인 Ray Bauhman이 국제 연구 그룹을 이끌면서 발표를했습니다. 그의 메시지는 인공 근육을 만드는 주제에 관한 것입니다.

Ray Bauchman의 지도력하에있는 개발자들은 탄소 나노 튜브를 나노 웨이브 시트의 형태로 제시 할 수있었습니다. 본 발명의 튜브는 모든면에서 얽히고 얽혀 있었다. 나노 종이 자체는 평범한 것처럼 보였습니다. 손에 들고 끈이나 조각으로자를 수있었습니다.

이 그룹의 실험은 매우 간단했다. 과학자들은 나노 페이퍼 조각을 접착 테이프의 다른면에 붙이고이 구조를 염 전도성 용액으로 낮췄다. 저전압 배터리를 켠 후에 두 나노 와이어가 확장되고, 특히 전기 배터리의 음극에 연결된 나노 와이어가 확장됩니다. 그런 다음 종이가 휘었습니다. 인공 근육의 모델이 기능했습니다.

샘 바우만 (Bauhman)은 질적 인 업그레이드 이후의 그의 발명이 로봇 공학을 크게 변화시킬 것이라고 믿고 있는데, 이는 굴곡 / 연장시의 탄소 근육이 전위를 만들어내어 에너지를 생성하기 때문입니다. 또한, 그러한 근육은 인간보다 3 배 강하고, 극도로 높은 온도와 낮은 온도에서 작동 할 수 있으며, 낮은 전류 및 전압으로 작동합니다. 인간 근육의 보철 용으로 사용하는 것이 가능합니다.

텍사스 대학 : 낚싯줄과 바느질 실에서 인공 근육

가장 눈에 띄는 것 중 하나는 달라스에있는 텍사스 대학의 학술 단체의 작업입니다. 그녀는 힘과 힘이 제트 엔진과 유사한 7.1 hp / kg 인 인공 근육 모델을 만들었습니다! 그러한 근육은 인간보다 수백 배 강하고 생산적입니다. 그러나 여기서 가장 놀라운 점은 폴리머와 재봉실로 만든 고강도 낚시 줄이라는 원시적 인 재료로 만들어 졌다는 것입니다.

그런 근육의 영양은 온도 강하입니다. 얇은 금속층으로 덮인 재봉사를 제공합니다. 그러나 미래에 로봇의 근육은 환경 온도의 차이로부터 먹을 수 있습니다. 그런데이 속성은 기상에 적합한 옷이나 기타 유사한 장치에 사용할 수 있습니다.

폴리머가 한 방향으로 비틀어지면 가열되면 급격하게 수축되고 냉각되면 급격하게 팽창하고 다른 쪽이 반대 방향으로 팽창합니다. 이러한 단순한 설계는 예를 들어 전체 로터를 10000 rpm의 속도로 회전시킬 수 있습니다. 이 라인의 인공 근육은 원래 길이의 50 %까지 (인간은 20 % 만) 계약 할 수 있습니다. 또한, 그들은 놀라운 지구력에 의해 구별됩니다 -이 근육은 행동의 백만 반복 후에도 "피곤"하지 않습니다!

텍사스에서 아무르까지

달라스의 과학자 발견은 전 세계의 많은 과학자들에게 영감을주었습니다. 그러나 BSPU의 정보 기술 연구소 소장 인 Alexander Nikolaevich Semochkin은 한 번의 로봇 공학만으로도 경험을 성공적으로 반복 할 수있었습니다.

처음에 발명가는 미국 동료들의 발명품을 대량 도입 한 것에 대해 인내심있게 새로운 기사를 기다렸다. 이 일이 일어나지 않았기 때문에 아무르 과학자는 같은 생각을 가진 사람들과 함께 멋진 경험을 반복하고 구리선과 낚싯줄로 만든 인공 근육을 만들어 내기로 결정했습니다. 그러나 아쉽게도 사본은 실행 가능하지 않았습니다.

Skolkovo에서 영감

Alexander Semochkin의 거의 버려진 경험으로 돌아 가면 과학자는 Skolkovo의 로봇 회의에서 Neurobotics의 머리 인 Zelenograd의 마음이 맞는 사람들을 만났습니다. 그것이 나왔던 것에 따라,이 회사의 엔지니어는 또한 실제로 실행 가능한 숲에서 근육을 만드는 것에 바쁘다.

그의 고향으로 돌아온 Alexander Nikolayevich는 새로운 힘으로 일하기 시작했습니다. 한 달 반 동안 그는 일하는 인공 근육을 수집 할 수 있었을뿐만 아니라 그들을 비틀기위한 기계를 만들 수 있었기 때문에 라인의 회전을 엄격하게 반복 할 수있었습니다.

성모 영 보자 인공 근육

5 센티미터의 근육을 만들기 위해 AN Semochkin은 수 미터의 철사와 20cm의 보통 낚시 줄이 필요합니다. 우연히 3D 프린터에 인쇄 된 근육을 "생산하는"장치는 10 분 동안 근육을 왜곡합니다. 그런 다음 구조물을 + 180 ℃로 가열 된 오븐에 30 분 동안 두었습니다.

전류의 도움을 받아 근육을 활성화하는 것이 가능합니다. 근원을 전선에 연결하기에 충분합니다. 결과적으로 열이 뜨거워 져 열을 낚싯줄에 전달하기 시작합니다. 후자는 기계가 꼬인 근육의 유형에 따라 늘어나거나 줄어 듭니다.

발명가의 계획

Alexander Semochkin의 새로운 프로젝트는 창조 된 근육을 더 빨리 초기 상태로 되돌 리도록 가르치는 것입니다. 이것은 급전선의 급속 냉각으로 도울 수 있습니다. 과학자는 이러한 공정이 수중보다 빠르다고 가정합니다. 그런 근육이 확보 된 후 첫 번째 소유자는 Iskanderus - 의인화 된 로봇 BSPU가됩니다.

과학자는 자신의 발명품을 비밀로 유지하지 않는다. 그는 "Youtube"에 클립을 넣고, 라인과 와이어에서 근육을 뒤틀어 버리는 기계를 만들기위한 자세한 지침이 담긴 기사를 쓸 계획이다.

시간은 아직 멈추지 않습니다. 우리가 말한 인공 근육은 내과 및 복강경 수술을 위해 수술에 이미 사용됩니다. 그리고 실험실에서는 그들의 참여로 "디즈니"가 기능적인 손을 모았습니다.