SAMSUNG_092022 Advertisement SAMSUNG_092022 Advertisement SAMSUNG_092022 Advertisement

Vyrobili umelú iónovú kožu pre roboty ktorá je mäkká, nepodlieha únave a dokáže sa sama opraviť

Technológie
0

Výskumníci z Univerzity Donghua v Číne a z Jülichovho centra pre neutrónovú vedu v Nemecku nedávno vyvinuli novú a veľmi sľubnú umelú iónovú kožu založenú na samoregeneračnej elastickej nanosieťovine, spletenej štruktúre, ktorá sa podobá ľudskej koži. Táto umelá koža, predstavená v článku uverejnenom v časopise Nature Communications, je mäkká, nepodlieha únave a je samoregeneračná. 

S rýchlym rozvojom umelej inteligencie a mäkkej robotiky sa výskumníci v súčasnosti snažia pokryť humanoidné roboty „umelou kožou“, ktorá kopíruje všetky mechanické a zmyslové vlastnosti ľudskej kože, aby aj roboty mohli vnímať neustále sa meniace vonkajšie prostredie ako my. Keďže ľudská koža je veľmi zložitý a sofistikovaný systém, napodobniť všetky jej funkcie je mimoriadne náročné. Dokáže napríklad vnímať rôzne zmeny prostredia vrátane tlaku, deformácie svojho povrchu a teplotných zmien jednoducho tým, že zachytáva elektronické signály na báze iónov.

Dokáže takisto prirodzene zahojiť rany v priebehu niekoľkých dní tým, že plne obnoví svoju štruktúru a funkcie. A čo je ešte dôležitejšie, počas približne 1 milióna cyklov deformácií za rok spolu s pohybmi tela sa vlastnosti kože nezhoršia. Hoci materiáloví vedci v poslednom čase navrhli niekoľko umelých koží, väčšina týchto systémov dokáže reprodukovať len časť prirodzených vlastností kože. Novo navrhnutá koža kombinuje niekoľko zaujímavých vlastností prostredníctvom hierarchickej nanovláknovej štruktúry, ktorá je definovaná lešením z tuhých kolagénových vlákien vložených do mäkkej prepletenej elastínovej matrice.

SWAN_TITULKA_0722

Výsledkom je materiál podobný koži, ktorý je mäkký, ale pri natiahnutí sa stáva pevným, čo je vlastnosť známa ako deformačné spevnenie. Okrem toho sa táto umelá koža dokáže po poškodení autonómne zahojiť, je odolná proti únave a rýchlo reaguje na tvarové deformácie, čo je obzvlášť žiaduce pre senzorické aplikácie. Vložené polyuretánové nanovlákna dokážu pokryť prenos sily na veľké dĺžky, čím sa zabráni šíreniu trhlín.

V prvotných hodnoteniach dosiahla umelá koža veľmi sľubné výsledky. Dokonca aj s vopred vyrezaným zárezom zostala hybridná iónová koža neporušená počas viac ako 10 000 cyklov naťahovania. Jej vypočítaný prah únavy je ~2 950 J/m2, teda takmer dvakrát viac ako v prípade ľudského svalu (1000 J/m2). Systém podobný pokožke, ktorý vytvoril tento tím výskumníkov, patrí medzi prvé umelé kože, ktoré sú nielen mäkké a rozťahovateľné, ale aj spoľahlivo samoregeneračné a odolné proti únave. 

Zdroj: techxplore.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať