Tyrėjai: pigūs dirbtiniai raumenys suteiks robotams supergalių

Šis išradimas gali sukelti proveržį kuriant minkštuosius robotus, sparčiai pakeičiančius ankstesnės kartos aparatus, pasižyminčius trūkčiojančiais, nesklandžiais judesiais, sako tyrėjai.

„Tarsi suteiktume tiems robotams supergalių“, – sakė viena iš pagrindinių šį išradimą aprašančio straipsnio autorių Daniela Rus, dirbanti elektroinžinerijos ir kompiuterijos profesore Masačusetso technologijų institute (MIT).

Aktuatoriais vadinamų naujo tipo minkštųjų „raumenų“ karkasas sudarytas iš metalinių spiralių arba plastiko. Vieno tokio aktuatoriaus savikaina – tik apie 1 JAV doleris (apie 84 еurocentus), sakoma straipsnyje, paskelbtame JAV mokslo žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS).

Į popieriaus lankstinius panašių aktuatorių konstrukcija buvo nusižiūrėta nuo kai kurių raumenų struktūros. Šie aktuatoriai gali išsitempti ir susitraukti, pumpuojant arba išsiurbiant skystį arba orą.

„Karkasas gali būti spyruoklė, į origamį panaši susilankstanti struktųra arba bet kokia kieta struktūra su nariuotomis arba elastinėmis ertmėmis“, – sakoma straipsnyje.

Tokias struktūras galima panaudoti kaip išsilankstančius namus Marso gyvenvietėms, miniatiūriniams chirurgijos prietaisams, prie žmogaus kūno tvirtinamiems kibernetiniams egzoskeletams, vandenynų gelmių tyrimų aparatams ir netgi transformuojamiems architektūros kūriniams.

„Dirbtinių raumenų tipo aktuatoriai – vienas svarbiausių didžiųjų iššūkių visoje inžinerijoje“, – sakė kitas straipsnio autorius Robas Woodas (Robas Vudas), Harvardo universiteto inžinerijos ir taikomojo mokslo profesorius.

„Dabar, kai esame sukūrę aktuatorius, savo savybėmis panašius į natūralius raumenis, galime įsivaizduoti, kad įmanoma sukurti beveik bet kokį robotą, pritaikytą kone kiekvienam uždaviniui“, – pridūrė jis.

Tyrėjai išbandė dešimtis „dirbtinių raumenų“ konstrukcijų. Visokiausio dydžio ir pavidalo aktuatoriams jie pritaikė tokias medžiagas kaip metalinės spyruoklės, putplastis ir plastikas.

Jie sukūrė „raumenis, galinčius susitraukti iki dešimtadalio pradinio ilgio, pakelti nuo žemės trapią gėlę, susisukti į spiralę – ir visa tai atlikti paprasčiausiai išsiurbiant iš jų orą“, sakoma straipsnyje.

Dirbtiniai raumenys „gali generuoti apie šešiskart didesnę galią ploto vienetui negu žinduolių griaučių raumenys, ir jie taip pat neįtikėtinai lengvi“, aiškina mokslininkai.

Tik 2,6 gramo sveriantis aktuatorius gali pakelti apie 3 kg sveriantį daiktą – tai yra, „tarsi didžioji antis pakeltų lengvąjį automobilį“.

Wysso (Viso) institute dirbantis inžinerijos tyrėjas ir šio straipsnio bendraautorius Danielis Vogtas (Danielis Fogtas) sakė, kad vakuumo principu pagrįstiems raumenims „mažesnis pavojus plyšti, sugesti arba būti pažeistiems. Veikdami jie neišsiplečia, todėl juos galima integruoti labiau į žmogaus kūną panašiuose robotuose“.

Šiuos tyrimus finansavo JAV Pažangiųjų gynybos tyrimų projektų agentūra (DARPA), Nacionalinis mokslo fondas ir Wyss bioinžinerijos institutas.