Засвічені м’язи роботів діють у тисячу разів швидше за людські.
За питомою потужністю та швидкістю дії м'язи людини перевершують традиційні електричні або пневматичні приводи для роботів. У спробі знайти ненадійним вузлам заміну вчені вигадують незвичайні типи штучних м'язів.
Чим погані електромотори чи пневматичні (гідравлічні) циліндри як приводи маніпуляторів? Вони мають рухливі деталі, отже — тертя і знос.
Дуже привабливо замінити такі приводи чимось схожим на живий м'яз. Адже вона тільки скорочується і розслаблюється. На вигляд – просто. Але нічого надійнішого, безшумнішого і довговічнішого для машин і побажати не можна.
Та й людям подібні синтетичні м'язи стали б у нагоді: тільки уявіть легкий і безшумний екзоскелет, ефективний протез або навіть м'яз-імплантат.
На жаль, ефективних штучних м'язів вчені поки що не придумали. Ті, що є — за швидкістю роботи поступаються живим раз на 100. Але хоча б у силі перевершують? Якби. Особливої потужності авторам таких м'язів досягти поки що не вдалося.
Навесні цього року відбулося перше у світі змагання з армрестлінгу між людиною та штучними м'язами (трьох типів), яке закінчилося перемогою людства в особі 17-річної дівчини.
Адже там на сцену «виходили» найсвіжіші розробки в цій сфері: різного виду та принципу дії електроактивні полімери (електропровідні та діелектрики) і навіть один полімер-гель, що активується впорскуванням кислоти.
Професор Сідней Йіп (Sidney Yip) із відділення матеріалознавства та інжинірингу Массачусетського технологічного інституту (DMSE) вважає, що знайшов рішення як мінімум однієї проблеми: прискорення роботи штучних м'язів. Причому одразу – у десятки тисяч разів.
Відштовхувалися Йіп та його колеги від уже відомих досліджень у галузі електроактивних полімерів.
Як робили вчені раніше? Брали електропровідні полімери, додавали до них іони, які прикріплювалися до ланцюжка, створюючи тут невеликий вигин - солітон.
Тепер, якщо до потрібних місць полімеру підводити електричний заряд - солітон переміщатиметься, змушуючи ланцюг згинатися. З безлічі таких ланцюгів тоді можна скласти м'яз, що реагує скороченням на подачу електричної напруги.
Такий підхід (насичення полімерів іонами) обіцяє підвищення потужності «м'язового волокна», але він призводить до зростання його розмірів і маси, і він же, на жаль, «гарантує» посередню швидкість скорочення м'яза.
Тепер у MIT вирахували, що додавати іони зовсім не потрібно. Теоретично, спрямовуючи на електропровідний полімерний ланцюг світло специфічної частоти, можна сформувати солітон і керувати його переміщенням уздовж ланцюга.
А без додаткової ваги іонів подібні полімери можуть зігнутися чи розігнутися набагато швидше.
Роботу ще не завершено. Але, можливо, саме синтетичні м'язи, що активуються світлом, дозволять роботам стати більш схожими на людей. А деяких людей – на роботів.