Исследователи из Университета Небраски-Линкольн разработали революционные искусственные мышцы, способные самостоятельно обнаруживать повреждения и восстанавливаться без внешнего вмешательства — технология, которая может изменить мягкую робототехнику.
G. Ostrov
Команда инженеров из Университета Небраски-Линкольн представила прорывную технологию в области мягкой робототехники — искусственные мышцы, способные к самовосстановлению. Эта разработка имитирует способность животных и растений обнаруживать и самостоятельно лечить травмы, решая давнюю проблему синтетических систем.
Трехслойная архитектура
Ключевой особенностью новой системы является многослойная архитектура, представленная на недавней конференции IEEE International Conference on Robotics and Automation в Атланте, Джорджия. Искусственная мышца состоит из трех слоев:
- Нижний слой — слой обнаружения повреждений, представляющий собой мягкую электронную кожу из микрокапель жидкого металла, встроенных в силиконовый эластомер
- Средний слой — жесткий термопластичный эластомер, выполняющий функцию самовосстановления
- Верхний слой — слой приведения в действие, который сжимается и расширяется при изменении давления воды
Принцип работы
Система самовосстановления функционирует благодаря сети мониторинговых токов, протекающих через «кожу» конструкции. Повреждения обнаруживаются как нарушения в электрической сети. Гениальность решения заключается в том, что та же сеть доставляет тепло к поврежденным участкам, расплавляя термопластичный слой для герметизации разрывов.
Для обеспечения многократного восстановления исследователи разработали систему сброса электрической сети кожного слоя, использующую эффекты электромиграции — процесса, при котором электрический ток заставляет атомы металла мигрировать. Без этой системы механизм самовосстановления мог бы выполнить только один цикл повреждения и восстановления.
Области применения
Первые области применения, которые рассматривают исследователи, включают сельскохозяйственных роботов, повреждающихся ветками или шипами. Однако команда также видит возможности использования этой технологии в носимых устройствах для мониторинга здоровья и более широких потребительских электронных приложениях.
Эта технология представляет собой значительный шаг вперед в области биомиметической робототехники, открывая новые возможности для создания более устойчивых и автономных роботизированных систем.
Официальный сайт Университета Небраски-Линкольн: https://www.unl.edu/
В случае каких-либо проблем напишите нам, мы поможем быстро и качественно!