Robot hiện đại có thể làm được nhiều điều. Nhưng đồng thời, chúng khác xa với sự dễ dàng và duyên dáng của con người trong các chuyển động. Và lỗi là - cơ nhân tạo không hoàn hảo. Các nhà khoa học từ nhiều quốc gia đang cố gắng giải quyết vấn đề này. Bài báo sẽ được dành cho một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về những phát minh tuyệt vời của họ.
Cơ polyme từ các nhà khoa học Singapore
Gần đây, các nhà phát minh từ Đại học Quốc gia Singapore đã thực hiện một bước tiến tới nhiều robot hình người hơn. Ngày nay, các android hạng nặng được cung cấp bởi các hệ thống thủy lực. Một bất lợi đáng kể của loại thứ hai là tốc độ thấp. Các cơ nhân tạo dành cho robot, do các nhà khoa học Singapore trình bày, cho phép cyborg không chỉ nâng vật nặng gấp 80 lần trọng lượng của chính chúng mà còn có thể thực hiện nó nhanh như một người.
Một thiết kế sáng tạo kéo dài gấp 5 lần chiều dài giúp robot có thể "đi vòng quanh" cả kiến, vốn được biết là có thể mang vật nặng gấp 20 lần trọng lượng cơ thể chúng. Cơ polyme có những ưu điểm sau:
- linh hoạt;
- sức mạnh nổi bật;
- co giãn;
- khả năng thay đổi hình dạng của nó trong vài giây;
- khả năng chuyển đổi động năng thành năng lượng điện.
Tuy nhiên, các nhà khoa học sẽ không dừng lại ở đó - họ có kế hoạch tạo ra các cơ nhân tạo cho phép robot nâng một vật nặng gấp 500 lần bản thân mình!
Khám phá từ Harvard - cơ từ điện cực và chất đàn hồi
Các nhà phát minh làm việc tại Trường Khoa học Kỹ thuật và Ứng dụng tại Đại học Harvard đã trình bày các cơ nhân tạo mới về chất lượng cho cái gọi là robot "mềm". Theo các nhà khoa học, đứa con tinh thần của họ, bao gồm một chất đàn hồi mềm và các điện cực, bao gồm các ống nano carbon, có chất lượng không thua kém gì cơ bắp của con người!
Tất cả rô bốt tồn tại ngày nay, như đã đề cập, đều dựa trên bộ truyền động, có cơ chế hoạt động là thủy lực hoặc khí nén. Các hệ thống như vậy được cung cấp bởi khí nén hoặc phản ứng của các chất hóa học. Điều này khiến cho việc chế tạo một robot mềm và nhanh như con người là điều không thể. Các nhà khoa học Harvard đã loại bỏ khuyết điểm này bằng cách tạo ra một khái niệm mới về chất lượng về cơ nhân tạo cho robot.
"Cơ" cyborg mới là một cấu trúc nhiều lớp, trong đó các điện cực ống nano được tạo ra trong phòng thí nghiệm của Clark kiểm soát lớp trên và dưới của chất đàn hồi linh hoạt, sản phẩm trí tuệ của các nhà khoa học từ Đại học California. Cơ bắp như vậylý tưởng cho cả android "mềm" và dụng cụ nội soi trong phẫu thuật.
Các nhà khoa học Harvard đã không dừng lại ở phát minh tuyệt vời này. Một trong những phát triển mới nhất của họ là một biorobot cá đuối. Các thành phần của nó là tế bào cơ tim chuột, vàng và silicone.
Sáng chế của nhóm Bauchmann: một loại cơ nhân tạo khác dựa trên ống nano carbon
Quay lại năm 1999 tại thị trấn Kirchberg của Úc tại cuộc họp lần thứ 13 của Trường học Mùa đông Quốc tế về Tính chất Điện tử của Vật liệu Sáng tạo, nhà khoa học Ray Bauchman, người làm việc tại Allied Signal và đứng đầu một nhóm nghiên cứu quốc tế, đã phát biểu bài thuyết trình. Bài đăng của anh ấy là về việc tạo cơ bắp nhân tạo.
Các nhà phát triển do Ray Bauchman đứng đầu đã có thể hình dung các ống nano carbon ở dạng các tờ giấy nano. Các ống trong phát minh này theo mọi cách có thể được đan xen và trộn lẫn với nhau. Bản thân giấy nano nhìn bề ngoài giống với giấy thông thường - nó có thể được cầm trên tay, cắt thành từng dải và mảnh.
Thí nghiệm của nhóm có bề ngoài rất đơn giản - các nhà khoa học gắn các mảnh giấy nano vào các mặt khác nhau của băng dính và hạ thấp cấu trúc này thành một dung dịch mặn dẫn điện. Sau khi bật pin điện áp thấp, cả hai dây nano đều dài ra, đặc biệt là dây nối với cực âm của pin điện; sau đó tờ giấy cuộn tròn. Mô hình cơ nhân tạo đã hoạt động.
Bauhman tự tin rằng phát minh của mình sau quá trình hiện đại hóa về chấtsẽ biến đổi đáng kể robot, bởi vì các cơ carbon như vậy, khi uốn cong / kéo dài, tạo ra một thế điện - chúng tạo ra năng lượng. Ngoài ra, những cơ bắp như vậy khỏe gấp ba lần con người, có thể hoạt động ở nhiệt độ cực cao và cực thấp, sử dụng dòng điện và điện áp thấp cho công việc của chúng. Hoàn toàn có thể sử dụng nó để làm chân tay giả cho các cơ của con người.
Đại học Texas: cơ nhân tạo làm từ dây câu và chỉ khâu
Một trong những công trình nổi bật nhất là công trình của một nhóm nghiên cứu từ Đại học Texas, đặt tại Dallas. Cô ấy đã có được một mô hình cơ bắp nhân tạo, với sức mạnh và sức mạnh của nó gợi nhớ đến một động cơ phản lực - 7,1 mã lực / kg! Cơ bắp như vậy khỏe hơn và hiệu quả hơn gấp trăm lần so với cơ bắp của con người. Nhưng điều tuyệt vời nhất ở đây là chúng được làm từ vật liệu thô sơ - dây câu và chỉ khâu bằng polymer có độ bền cao.
Dinh dưỡng của cơ bắp như vậy là sự chênh lệch nhiệt độ. Nó được cung cấp bởi một chỉ khâu được phủ một lớp kim loại mỏng. Tuy nhiên, trong tương lai, cơ bắp của robot có thể được thúc đẩy bởi sự thay đổi nhiệt độ của môi trường. Nhân tiện, thuộc tính này có thể được áp dụng cho quần áo thích ứng với thời tiết và các thiết bị tương tự khác.
Nếu polyme được xoắn theo một hướng, nó sẽ co lại mạnh khi nung nóng và nhanh chóng kéo dài khi nguội, còn nếu xoắn theo chiều ngược lại thì nó sẽ hoàn toàn ngược lại. Ví dụ, một thiết kế đơn giản như vậy có thể quay một rôto tổng thể với tốc độ 10 nghìn vòng / phút. Thêm nữacơ nhân tạo từ dây câu ở chỗ chúng có thể co lại đến 50% chiều dài ban đầu (con người chỉ bằng 20%). Ngoài ra, chúng còn được phân biệt bởi sức bền đáng kinh ngạc - cơ này không "mệt" ngay cả sau một triệu lần lặp lại hành động!
Từ Texas đến Amur
Khám phá của các nhà khoa học đến từ Dallas đã truyền cảm hứng cho rất nhiều nhà khoa học trên khắp thế giới. Tuy nhiên, chỉ có một nhà chế tạo robot đã lặp lại thành công trải nghiệm của họ - Alexander Nikolaevich Semochkin, trưởng phòng thí nghiệm công nghệ thông tin tại Đại học Sư phạm Nhà nước Belarus.
Lúc đầu, nhà phát minh kiên nhẫn chờ đợi các bài báo mới trên Science về việc triển khai hàng loạt phát minh của các đồng nghiệp Mỹ. Vì điều này đã không xảy ra, nhà khoa học Amur quyết định cùng những người cùng chí hướng lặp lại trải nghiệm tuyệt vời và tạo ra cơ bắp nhân tạo từ dây đồng và dây câu bằng chính tay họ. Nhưng than ôi, bản sao không khả thi.
Cảm hứng từ Skolkovo
Quay trở lại những thí nghiệm gần như bị bỏ rơi Alexander Semochkin đã bị ép buộc bởi một tình cờ - nhà khoa học đã tham dự một hội nghị về người máy ở Skolkovo, nơi anh ta gặp một người cùng chí hướng từ Zelenograd, người đứng đầu công ty Neurobotics. Hóa ra, các kỹ sư của công ty này cũng đang bận rộn tạo ra cơ bắp từ dây câu, một thứ khá khả thi.
Trở về quê hương, Alexander Nikolaevich bắt đầu làm việc với sức sống mới. Trong một tháng rưỡi, anh ấy không chỉ có thể lắp ráp các cơ nhân tạo có thể hoạt động được, mà còn tạo ra một chiếc máy để xoắn chúng, làm cuộn dây câu cácó thể lặp lại nghiêm ngặt.
Cơ nhân tạo Truyền tin
Để tạo ra một cơ bắp dài 5 cm, A. N. Semochkin cần vài mét dây và 20 cm dây câu thông thường. Nhân tiện, một chiếc máy "sản xuất" cơ được in 3D, sẽ xoắn một cơ trong 10 phút. Sau đó, cấu trúc được đặt trong một lò nướng được làm nóng đến +180 độ C trong nửa giờ.
Bạn có thể kích hoạt một cơ như vậy với sự trợ giúp của dòng điện - chỉ cần kết nối nguồn của nó với dây. Kết quả là, nó bắt đầu nóng lên và truyền nhiệt cho dây câu. Cơ sau được kéo căng hoặc co lại - tùy thuộc vào loại cơ mà thiết bị bị xoắn.
Kế hoạch của Nhà phát minh
Dự án mới củaAlexander Semochkin là "dạy" các cơ đã được tạo ra trở về trạng thái ban đầu nhanh hơn. Điều này có thể được giúp đỡ bởi sự làm mát nhanh chóng của dây điện - nhà khoa học cho rằng quá trình như vậy sẽ xảy ra nhanh hơn dưới nước. Sau khi có được cơ bắp như vậy, Iskanderus, một robot nhân hình của Đại học Sư phạm Nhà nước Belarus, sẽ trở thành chủ nhân đầu tiên của nó.
Nhà khoa học không giữ bí mật về phát minh của mình - anh ấy đăng video lên YouTube và cũng dự định viết một bài báo với hướng dẫn chi tiết để tạo ra một chiếc máy vặn cơ từ dây câu và dây điện.
Thời gian không đứng yên - các cơ nhân tạo mà chúng tôi đã nói với bạn đã được sử dụng trong phẫu thuật nội soi- vàmổ nội soi. Và trong phòng thí nghiệm "Disney" với sự tham gia của họ, họ đã lắp ráp một bàn tay hoạt động.
