Сверхчеловеческая сила для роботов: создана искусственная мышца, которая в 30 раз мощнее человеческих

Основні тези

Ученые создали искусственную мышцу, что в 30 раз мощнее человеческих – она способна поднять груз до 5 килограммов при собственном весе в 1,13 грамма. Масштабирование увеличивает возможности.
Новый материал сочетает гибкость и силу благодаря композитному полимеру с магнитными микрочастицами и двойной архитектурой поперечных связей.

Ученые из Южной Кореи разработали инновационную искусственную мышцу. Это изобретение позволит роботам будущего поднимать вес, в тысячи раз превышающий их собственный. Технология может стать ключевой для создания нового поколения человекоподобных машин, значительно расширив их физические возможности и приблизив к научно-фантастическим прототипам.

Как это работает?

Команда исследователей из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) в Южной Корее представила разработку, которая может кардинально изменить будущее робототехники. Они создали искусственную мышцу, решающую одну из главных проблем в этой области: сочетание гибкости и силы. Ранее подобные разработки были либо очень эластичными, но слабыми, или прочными, но жесткими и неподвижными. Новый композитный материал способен быть и гибким, и твердым в зависимости от потребности, что открывает путь к созданию более универсальных мягких роботов, пишет 24 Канал со ссылкой на Live Science.

Эта искусственная мышца, описана в журнале Advanced Functional Materials, является сложным сочетанием полимеров, имитирующих сокращение и расслабление настоящих мышц. Его уникальность заключается в двойной архитектуре поперечных связей.

Первый механизм – это ковалентно связанная химическая сеть (два или более атомов, которые имеют общие электроны для достижения более стабильной конфигурации), которая обеспечивает долговечность.
Второй – обратимая сеть, физически взаимодействующая.

Кроме того, в полимерную матрицу встроены магнитные микрочастицы, которые позволяют управлять жесткостью материала. Благодаря этому мышца может становиться твердой, когда несет большую нагрузку, и смягчаться для сокращения.

Лучше, чем человек

Показатели разработки впечатляют.

Искусственная мышца весом всего 1,13 грамма способна поднять груз до 5 килограммов, что примерно в 4400 раз превышает ее собственный вес.
Для сравнения, человеческая мышца сокращается примерно на 40%, тогда как этот синтетический аналог достигает показателя 86,4% – вдвое больше.
Плотность работы, то есть количество энергии, которую мышца может выдать на единицу объема, составляет 1150 килоджоулей на кубический метр. Это в 30 раз превышает возможности человеческих тканей.

Прочность материала была измерена с помощью одноосевого испытания на растяжение, во время которого к образцу прикладывают силу, тянущую, пока он не разрушится.

Этот прорыв может стать основой для создания гуманоидных роботов, способных выполнять сложные физические задачи, ранее недостижимые.