Штучні м'язи, у 100 раз більш сильні, ніж м'язи людини, зроблять роботів майбутнього гнучкими і пластичними
Переважна більшість сучасних роботів є механізмами, що здійснюють різкі, прямолінійні рухи, які є результатом роботи приводів, шківів, шестерень та іншої механічної начинки. Але уявіть на хвилинку робота, який має штучні м'язи, робота яких дуже схожа на роботу наших власних м'язів, здатних розвивати велике зусилля, скорочуватися і розтягуватися, при вчиненні плавних рухів частин людського тіла. Групі вчених з Техаського університету в Далласі вдалося знайти досить простий метод виготовлення штучних м'язів, при цьому ними були використані такі звичайні речі, як нейлонова рибальська волосінь і нитка. Ці м'язи працюють за рахунок скручування матеріалу нейлонової волосіні і такий метод забезпечує досить велику силу штучних м'язів, яка в 100 разів перевищує силу м'язів людини.
"Конструкція цих м'язів настільки проста, що нічого не заважає тому, щоб їх можна було почати робити прямо зараз і використовувати в різних робототехнічних пристроях" - розповідає Рей Богмен (Ray Baughman), професор хімії з Техаського університету, - "ці справою може впоратися навіть будь-який школяр. Нашою основною метою є надання людям можливості створення недорогих робототехнічних систем і протезів".
Група професора Богмена вже досить давно працює в напрямку створення штучних м'язів, свого часу ними вже був розроблений один варіант, який працює за рахунок скручування ниток, сплетених з довгих вуглецевих нанотрубок, володіють надзвичайно високою механічною міцністю. Але за час, що минув з моменту створення нанотрубочних м'язів, вчені з'ясували, що подібна задача може успішно вирішуватися за допомогою менш екзотичних матеріалів, таких, як рибальська волосінь і звичайна швейна нитка. Управління скороченням м'язів здійснюється за допомогою змін їх температури, що досягається за рахунок використання зовнішнього або внутрішнього нагрівального елемента.
"Створюючи штучні м'язи, раніше ми використовували спеціальні наддовгі вуглецеві нанотрубки. Це означає, що лише дуже мала кількість людей на всій земній кулі могли скористатися розробленою нами технологією" - розповідає професор Богмен, - "Тепер, завдяки використанню простих і дешевих матеріалів, створити і використовувати штучні м'язи може буквально кожен чоловік, якщо у нього є така необхідність".
Наукова команда, до складу якої входили дослідники з Канади, Австралії й Китаю, провела вимірювання характеристик нейлонових штучних м'язів. Вони виявили, що ці м'язи в 100 разів сильніше, ніж м'язи людини, а розвивається ними зусилля можна порівняти з зусиллям крутного моменту середнього автомобільного двигуна внутрішнього згоряння.
Витрати на матеріали при створенні нейлонових штучних м'язів становлять 5 доларів в розрахунку на один кілограм, для порівняння один кілограм титано-нікелевих проводів, що використовуються в існуючих подібних системах, коштує від 4 до 5 тисяч доларів. Така невисока вартість дозволить використовувати штучні м'язи не тільки в дорогих робототехнічних системах, а й у багатьох аспектах нашого повсякденного життя. Такі м'язи можуть бути інтегровані в тканину, з якої буде робитися "розумна" одяг, вони можуть служити для відкривання або закривання вентиляційних отворів при зміні навколишньої температури, для підіймання скла в оранжереях і зимових садах та в інших місцях, де зараз використовуються електродвигуни, редуктори та інші механічно-електричні пристрої.