Так называемые «мягкие роботы» (soft robots) представляют собой гидравлические или пневматические устройства, имитирующие поведения мышц. Их используют в основном для реабилитации людей после травм рук или ног.
Перед исследователями стояла задача решить две ключевые проблемы подобных устройств разом. Большинство жидкостных двигателей для «мягких роботов» физически подключены к внешнему источнику питания (например, к воздушному компрессору), что существенно ограничивает их применимость. С другой стороны, все предыдущие жидкостные двигатели для «мягких роботов», не имеющие подключения к внешним источникам питания, выдавали недостаточно мощности.
Новый двигатель американских инженеров решает обе этих проблемы — он не привязан к внешнему источнику, но при этом может генерировать усилие до 580 ньютонов.
Новый двигатель работает за счет нагнетания масла в камеру «мягкого робота» и его удаления из нее, в результате чего устройство работает как искусственная мышца, то сокращаясь, то расслабляясь. Насос жидкостного двигателя приводится в действие мотором с высоким крутящим моментом, работающим на батарейках, что позволяет ему создавать значительное давление. Это, в свою очередь, обеспечивает искусственной мышце значительное усилие.
Вся конструкция весит 1,6 кг и обеспечивает следующие показатели: давление — до 0,75 Мпа, усилие — до 580 Н, плотность силы — до 360 Н/кг., максимальная эффективность (мотор — насос) — 15%.
Для сравнения, мышечная система здорового человека весом 71 кг. способна создавать пиковое усилие при сгибании колена до 210 Н, при движении бедра — до 240 Н, а при движении лодыжки — до 394 Н.
В итоге искусственная мышца диаметром 18 мм при помощи нового двигателя способна поднять предмет весом 20 кг, а также, работая под давлением в 0,3 МПа, выдержать вес вилочного погрузчика (4 тонны) и три удара молотком без каких-либо побочных эффектов.
Обложка — скриншот видео Университета Северной Каролины
The post Инженеры показали мощный портативный двигатель для искусственных мышц appeared first on Хайтек.
