Наука и технологија

[ rtcg.me ]

10. 08. 2022. 07:05   >>  07:02

VJEŠTAČKI MIŠIĆI

Bodibilder iz epruvete

Istraživači su stvorili novu vrstu vlakana koja mogu djelovati kao mišićni pokretač, mnogo efikasnije od drugih opcija koje danas postoje. I, što je najvažnije, ta mišićna vlakna su jednostavna za izradu i recikliranje.

Oponašanjem ljudskog tijela, posebno aktuatora koji kontrolišu pokretanje mišića, bave se brojni inovatori u svijetu. Posljednjih godina to je dovelo do  poboljšanja robotike, protetskih ekstremiteta i do još mnogo inovacija. Međutim, stvaranje pomenutih aktuatora obično uključuje složene procese, sa skupim i teško dostupnim materijalima.

U novom radu objavljenom u “Nejčer Nano”, istraživači su pokazali da su ta vlakna, koja su u početku otkrili dok su radili na drugom projektu, učinkovitija, fleksibilnija i sposobnija da podnesu povećanio naprezanje u poređenju s onim što imamo danas. Ta se vlakna, inače,  mogu koristiti na različite načine, uključujući medicinu i robotiku.

"U osnovi, od tih vlakana, možete izraditi ekstremitete robotu koji reaguju na podražaje i obnavljaju snagu, umjesto da za to koristite mehanički motor. Na taj način robot će imati mekši dodir", rekao je profesor Maniš Kumar, jedan od glavnih autora pronalaska.

Ta vrsta robotske ruke mogla bi se koristiti u pomoćnom egzoskeletu kako bi se pomoglo ljudima sa slabim rukama da povrate pokret i snagu. Druga potencijalna primjena, kažu istraživači, mogla bi biti neka vrsta zavoja koji bi se mogao koristiti u hirurškim zahvatima i prirodno razgraditi u tijelu nakon što rana zaraste, prenosi Sajens Dejli.

"Aktuatori su svaki materijal koji će se mijenjati ili deformisati pod bilo kojim spoljnim podražajima, poput dijelova mašine koji će se skupljati, savijati ili širiti", rekao je Robert Hiki, docent na Pen Stejtu. "A za tehnologije poput robotike moramo razviti meke, lagane verzije ovih materijala koji u osnovi mogu djelovati kao vještački mišići. Naš rad zapravo se odnosi na pronalaženje novog načina za izradu takvih materijala."

Vlaknasti materijal poznat je kao blok ko-polimer. Njegova proizvodnja zahtijeva jednostavno potapanje polimera u rastvarač, a zatim dodavanje vode. Jedan dio polimera je hidrofilan (privlači vodu), dok je drugi dio hidrofoban (otporan na vodu). Hidrofobni dijelovi polimera se štite od vode, stvarajući vlakanastu strukturu.

Slična postojeća vlakna zahtijevaju električnu struju kako bi se pokrenula reakcija koja povezuje dijelove. To hemijsko umrežavanje teže je ostvariti, u poređenju s novim vlaknima, koja nastaju mehaničkom reakcijom.To znači da se sastojci sami brinu o većem dijelu posla. Dodatna je prednost što je jednostavno preokrenuti proces i vratiti sastojke u njihovo izvorno stanje.

 "Lakoća izrade vlakana od polimera i njihova mogućnost recikliranja vrlo su važni i to je aspekt koji velik dio drugih komplikovanih istraživanja vještačkih mišića ne omogućava", rekao je Kumar.

Istraživači su otkrili da su njihova vlakna 75% učinkovitije pretvaranju energiju u kretanje. Sposobna su podnijeti 80% više naprezanja i mogu biti brža i jača od postojećih aktuatora. Takođe, mogu se istegnuti  više od 900% svoje dužine prije nego što se prekinu.

Do otkrića je došlo dok su istraživači radili na nečem drugom. Pokušavali su koristiti te polimere za izradu membrana za filtriranje vode. Međutim, strukture koje su dobili bile su preduge za membrane. Istegle su se na pet puta veću dužinu od izvorne i držale su tu dužinu. Istraživači su primijetili da su te karakteristike slične mišićnom tkivu, pa su odlučili promijeniti fokus.

Istraživači su na početku projekta, a planiraju da saznaju više o strukturnim promjenama polimera i poboljšaju neka svojstva aktuacije, uključujući energiju i brzinu. Takođe, mogu koristiti istu tehniku dizajna za stvaranje aktuatora koji reaguju na različite podražaje, poput svjetla.

 

Preveo I priredio: S. Đurđić

Пратите нас на

Коментари 0

остави коментар

Остави коментар

Правила коментарисања садржаја Портала РТЦГ
Поштујући начело демократичности, као и право грађана да слободно и критички износе мишљење о појавама, процесима, догађајима и личностима, у циљу развијања културе јавног дијалога, на Порталу нијесу дозвољени коментари који вријеђају достојанство личности или садрже пријетње, говор мржње, непровјерене оптужбе, као и расистичке поруке. Нијесу дозвољени ни коментари којима се нарушава национална, вјерска и родна равноправност или подстиче мржња према ЛГБТ популацији. Неће бити објављени ни коментари писани великим словима и обимни "copy/paste" садрзаји књига и публикација.Задржавамо право краћења коментара.

Да бисте коментарисали вијести под вашим именом

Улогујте се

Најновије