Сокращение мышц и изменение их жесткости не только увеличивает силу, но и обеспечивает быстрые реакции у живых организмов. Вдохновляясь природой, группа исследователей создала искусственную мышцу, которая плавно переходит из мягкого в твердое состояние, а также ощущает силу и деформации.
Разработанная учеными искусственная мышца обладает гибкостью и растяжимостью, схожей с натуральной мышцей. Поэтому ее можно интегрировать в сложные системы мягкой робототехники и адаптировать к различным формам. Благодаря способности выдерживать растяжение вдоль более чем на 200%, эта гибкая актуаторная система прочная и долговечная.
Искусственная мышца способна быстро изменять свою жесткость, применяя разное напряжение. Жесткость может меняться более чем в 30 раз. Благодаря использованию напряжения, эта мышца обладает преимуществом в скорости отклика по сравнению с другими типами искусственных мышц. Кроме того, технология отслеживает деформацию путем изменения сопротивления, что позволяет избежать необходимости использовать дополнительные датчики, упрощает управление и снижает затраты.
Процесс изготовления этой искусственной мышцы прост и надежен. Углеродные нанотрубки смешиваются с жидким силиконом с помощью технологии ультразвуковой диспергии. Затем эта смесь равномерно наносится на поверхность аппликатором для создания тонкого катодного слоя, который также является чувствительной частью искусственной мышцы. Анод изготавливается непосредственно из мягкой металлической сетки, а актуационный слой находится между катодом и анодом. После затвердевания жидких материалов формируется искусственная мышца с переменной жесткостью.
Технология может использоваться во многих областях — от создания гибких роботов до использования в медицинских приложениях. Полная интеграция с человеческим телом поможет людям с ограниченными возможностями выполнять бытовые задачи. Носимые роботизированные устройства с искусственной мышцей смогут отслеживать действия пациента и оказывать сопротивление, регулируя уровни жесткости, а также будут способствовать восстановлению функции мышц во время реабилитационных тренировок.
