W laboratoriach ETH Zurich naukowcy doprowadzili do przełomu w dziedzinie robotyki, opracowując "sztuczne mięśnie", które mogą zmienić sposób, w jaki roboty funkcjonują i dokonują interakcji z otoczeniem. To nie tylko krok w kierunku lżejszych, bardziej elastycznych robotów, ale także szansa na usprawnienie innych dziedzin życia ludzi.
Dotychczasowe próby stworzenia sztucznych mięśni napotykały na wiele problemów, w tym wysokie napięcie elektryczne wymagane do ich funkcjonowania. Siłowniki elektrostatyczne działały przy napięciach wynoszących od 6000 do 10 000 woltów, co wprowadzało wiele ograniczeń, takich jak konieczność stosowania dużych i ciężkich wzmacniaczy napięcia oraz brak możliwości pracy w wodzie. Dodatkowo tak wysokie napięcia to także wyższe niebezpieczeństwo dla ludzi, a także istotne ograniczenie w zakresie potencjalnych zastosowań.
Na tle dotychczasowych prób obiecująco wyglądają siłowniki HALVE, które znacznie obniżają wymagane napięcie elektryczne. Sekret tkwi w nowej powłoce sztucznych mięśni, opracowanej przez Stephana-Daniela Graverta i jego zespół. Jest to powłoka wielowarstwowa, łącząc materiał ferroelektryczny o wysokiej przepuszczalności z warstwą elektrod, pokrytą powłoką składającą się ze stabilnych polimerów. W ten sposób możliwe jest przechowywanie między tym materiałem a elektrodami stosunkowo dużej ilości energii elektrycznej, co umożliwia uzyskanie znacznych sił napędowych przy relatywnie niskim napięciu.
Niezwykle istotne jest to, że sztuczne mięśnie HALVE są wodoodporne, co otwiera nowe perspektywy w zakresie zastosowań. Elektrody są całkowicie otoczone przez warstwę ochronną — siłowniki mogą więc pracować w wodzie lub w przewodzących cieczach. Ponadto, dzięki warstwowej strukturze "worków", w której znajdują się "sztuczne mięśnie", są one znacznie bardziej wytrzymałe i mniej podatne na uszkodzenia i potencjalne awarie.
Naukowcy wypróbowali je już w realnych zastosowaniach. Chwytaki wyposażone w te siłowniki są nie tylko małe i lekkie, ale także wydajne. Są w stanie utrzymać swój własny ciężar, chwycić przedmioty i unosić je w powietrze za pomocą sznura, korzystając z napięcia wynoszącego tylko 900 woltów. Cały chwytak — łącznie z elektroniką — waży natomiast jedynie 45 gramów. Innym przykładem jest autonomiczny pływak, który porusza się w wodzie dzięki siłownikom HALVE, osiągając prędkość do trzech centymetrów na sekundę. Tego typu możliwości mogą zostać z powodzeniem wykorzystane np. w transporcie wodnym, czy pracach konstrukcyjnych prowadzonych w wodzie.
Naukowcy przygotowują się teraz do rozwinięcia HALVE na tyle, by mogli wytwarzać takie siłowniki na większą skalę. Firmy zainteresowane współpracą już się zgłaszają do naukowców — wygląda więc na to, że potencjał tej technologii jest niemały. Naukowcy wspominają o tym, że z korzyści wynikających z HALVE może skorzystać także branża healthcare, a dokładniej wszelkiego rodzaju protezy, czy nawet pełne egzoszkielety dla osób z porażeniami kończyn. Wygląda na to, że HALVE ma spory potencjał — ale wiele teraz zależy od tego, czy rzeczywiście początkowe zainteresowanie zakończy się realnym wykorzystaniem technologii w praktyce. Przyznam szczerze, że gorąco kibicuję temu projektowi — widząć potencjał, jaki posiada chociażby w kontekście osób niepełnosprawnych. Sam przez jakiś czas opiekowałem się osobą z postępującym porażeniem czterokończynowym i jest to ogromne cierpienie dla chorego. Ale nie tylko dla niego — cierpi także rodzina.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
