Дослідники з Південної Кореї здійснили кардинальний прорив у галузі робототехніки та матеріалознавства, створивши штучний м’яз, здатний піднімати вагу, що приблизно в 4000 разів перевищує його власну. Ця розробка, очолювана Ульсанським національним інститутом науки і технологій (UNIST), обіцяє революціонізувати майбутніх людиноподібних роботів, вирішуючи фундаментальну проблему, яка десятиліттями стримувала цю галузь. Раніше інженери стикалися з компромісом: штучні м’язи були або дуже розтяжними, але слабкими, або сильними, але жорсткими. Досягнення високої щільності роботи, тобто кількості енергії на одиницю об’єму, та високої гнучкості одночасно вважалося надзвичайно складним завданням. Новий матеріал, детально описаний у журналі Advanced Functional Materials, долає це обмеження, пропонуючи одночасно і силу, і еластичність, пише T4.
Ключем до успіху став «високопродуктивний магнітний композитний актуатор». Це складна хімічна комбінація полімерів, що імітує природне скорочення та розслаблення біологічних м’язів. Інновація полягає у подвійній архітектурі зшивання, яка поєднує міцну, ковалентно зв’язану хімічну мережу для довговічності та оборотну, фізично взаємодіючу мережу. Ця структура додатково посилена магнітними мікрочастинками (NdFeB), розподіленими по всій полімерній матриці. Завдяки цим частинкам, жорсткістю м’яза можна керувати ззовні, дозволяючи йому бути гнучким або натягнутим за потреби. Це перший випадок у дослідженнях, коли вдалося досягти такої керованої зміни властивостей. М’яз може миттєво ставати жорстким, щоб витримувати важкі навантаження, і знову розм’якшуватися, коли потрібне скорочення.
Результати випробувань вражають. Зразок штучного м’яза вагою всього 1,13 грама зміг витримати вагу в 5 кілограмів, що приблизно в 4400 разів більше за власну вагу. Крім того, його функціональність значно перевершує людські можливості. У той час як людський м’яз скорочується приблизно на 40% напруження, цей синтетичний м’яз досяг показника 86,4% — що більш ніж удвічі перевищує біологічний аналог. Це забезпечує щільність роботи 1150 кілоджоулів на кубічний метр, що у 30 разів вище, ніж здатна генерувати людська м’язова тканина. Цей прорив відкриває шлях до створення більш універсальних м’яких роботів, досконалих носимих пристроїв та інтуїтивно зрозумілих інтерфейсів людина-машина, які раніше вважалися науковою фантастикою.
Цікаво знати: OpenAI оцінила психічний стан 800-мільйонної аудиторії ChatGPT
Підписуйся на наш Telegram-канал