Revolučný umelý sval dodá robotom 4000 násobne väčšiu silu
V oblasti robotiky už dlho existuje zásadná dilema: umelé svaly boli buď silné a tuhé, alebo flexibilné a slabé. Tento kompromis výrazne obmedzoval schopnosť robotov vykonávať úlohy, ktoré si vyžadujú kombináciu sily a jemnosti, čo je vlastnosť, ktorú biologické svaly zvládajú bez problémov.
Prelomový výskum z Juhokórejského národného inštitútu pre vedu a technológiu (UNIST) však túto paradigmu mení a predstavuje umelý sval, ktorý dokáže takmer okamžite meniť svoje mechanické vlastnosti. Tento materiál dokáže prejsť zo stavu mäkkého a poddajného ako guma do stavu pevného a odolného ako oceľ, čím napodobňuje jednu z najobdivuhodnejších vlastností živých organizmov.
Základom tejto revolučnej technológie je duálna zosieťovaná polymérna sieť, ktorá je riadená magnetickým poľom. Táto štruktúra využíva silné kovalentné chemické väzby na dosiahnutie pevnosti a zároveň fyzikálne interakcie modulované tepelnými stimulmi na zabezpečenie flexibility.
Použitie magnetického poľa na ovládanie týchto vlastností je kľúčové, pretože umožňuje takmer okamžité, bezkontaktné a presné zmeny v materiáli. Práve táto rýchlosť reakcie je nevyhnutná pre vytváranie robotov so živými a responzívnymi pohybmi, ktoré dokážu v reálnom čase interagovať s dynamickým prostredím.
Výkonnostné parametre tohto nového materiálu sú doslova nadľudské a prekonávajú všetko, čo bolo doteraz v tejto oblasti dosiahnuté. Umelý sval dokáže uniesť záťaž až do približne 5 kg, čo je neuveriteľný 4000-násobok jeho vlastnej hmotnosti.
V mäkkom stave sa navyše dokáže natiahnuť až na 12-násobok svojej pôvodnej dĺžky, čo mu dodáva mimoriadnu flexibilitu. Jeho hustota práce dosahuje hodnotu 1 150 kJ/m^3, čo je až 30-krát viac ako v prípade ľudského svalového tkaniva, a poskytuje tak jasný dôkaz o jeho obrovskom potenciáli.
Aplikácie tejto technológie sú takmer neobmedzené a mohli by odštartovať novú éru v robotike a medicíne. Predstavte si pokročilé protetické končatiny, ktoré svojmu nositeľovi poskytnú nielen silu, ale aj jemný dotyk, alebo agilné roboty schopné prechádzať zložitým terénom a manipulovať s krehkými aj ťažkými predmetmi.
Táto technológia by mohla viesť aj k vývoju ľahkých a kompaktných exoskeletov, ktoré by pracovníkom v logistike či výrobe poskytli nadľudskú silu bez objemných a ťažkopádnych konštrukcií.
Zdroj: livescience.com foto: depositphotos.com.
