Учёные из MIT Media Lab и Политехнического университета Бари (Италия) разработали новую технологию искусственных мышц в формате тонких волокон. Эти электрофлюидные актуаторы могут сокращаться и удлиняться как настоящие биологические мышцы, но при этом не требуют громоздких моторов или внешних гидравлических насосов.
Каждое волокно сочетает две технологии:
- тонкую пневматическую искусственную мышцу, работающую на жидкости,
- миниатюрный твердотельный насос на основе электрогидродинамики (EHD).
Насос создаёт давление внутри герметичной жидкостной системы без движущихся частей, что делает его бесшумным и очень компактным. Учёные встроили такие насосы прямо в структуру волокон, а затем соединили их в антагонистические пары — как бицепс и трицепс у человека. Когда одна мышца сокращается, вторая расслабляется, что позволяет хранить жидкость внутри системы и обойтись без внешнего резервуара.
Ключевые преимущества
- Лёгкость и компактность — волокна можно распределять по всей конструкции робота, а не концентрировать массу в суставах.
- Бесшумная работа — нет механических движущихся частей.
- Регулировка давления — предварительное давление позволяет балансировать между скоростью и силой сокращения.
- Высокая устойчивость — система остаётся стабильной даже при значительных нагрузках.
Ведущий исследователь Озгюн Килич Афсар (Ozgun Kilic Afsar) подчёркивает, что традиционные гидравлические системы слишком тяжёлые, громоздкие и шумные для носимых устройств и мягкой робототехники. Новая разработка снимает эти ограничения.
Такие искусственные мышцы особенно перспективны для:
- экзоскелетов и протезов,
- мягких роботов, взаимодействующих с человеком,
- носимых устройств, требующих естественной гибкости.
Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.
