Команда дослідників у Південній Кореї розробила штучний м’яз, який може піднімати вагу, що в 4000 разів перевищує власну вагу, що є значним прогресом у робототехніці та технології м’яких матеріалів. Інновація, описана в дослідженні, опублікованому 7 вересня в журналі Advanced Functional Materials, може прокласти шлях до більш універсальних гуманоїдних роботів, переносних пристроїв та інтуїтивно зрозумілих людино-машинних інтерфейсів.
Прорив полягає в унікальній здатності м’язів бути одночасно гнучкими та сильними, якостями, які довгий час було важко поєднати в штучних системах. Раніше штучні м’язи часто стикалися з компромісом: вони були або дуже еластичними, але слабкими, або сильними, але жорсткими. Цей новий композитний матеріал долає це обмеження, інтегруючи два різних механізми зшивання та магнітні мікрочастинки, що дозволяє точно контролювати його жорсткість і рух.
Штучний м’яз, який важить лише 1,13 грама, може витримати до 5 кілограмів, що приблизно в 4400 разів перевищує власну вагу. Він також досягає напруги 86,4%, що більш ніж удвічі перевищує людський, і робочої щільності 1150 кілоджоулів на кубічний метр, що в 30 разів вище, ніж у людського матеріалу. Ці можливості були виміряні з використанням одновісної розтяжності, яка оцінює, як матеріали реагують на сили витягування.
Архітектура подвійного зшивання — поєднання ковалентних хімічних зв’язків із оборотною фізичною взаємодією — підвищує довговічність, а магнітні мікрочастинки на поверхні можна контролювати безбарвною рідиною, що дозволяє динамічно регулювати жорсткість. Ця конструкція дозволяє м’язам імітувати рухи людини, зберігаючи при цьому чудову силу та адаптивність.
«Ця робота долає фундаментальне обмеження, згідно з яким традиційні штучні м’язи або дуже еластичні, але слабкі, або сильні, але жорсткі», — пояснив провідний дослідник Хонг Уі Чонг, професор машинобудування в Ульсанському національному інституті науки і технологій. «Наш композитний матеріал може робити і те, і інше, відкриваючи двері для більш універсальних м’яких роботів і переносних пристроїв».
Наслідки цього прориву виходять далеко за межі робототехніки. Забезпечуючи більш інтуїтивно зрозумілу взаємодію між людиною та машиною та адаптивну технологію, що носить, штучні м’язи мають потенціал трансформувати галузі від охорони здоров’я до виробництва, наближаючи нас до безперебійної інтеграції людини та машини.
