Naukowcy z MIT Media Lab opracowali nową klasę sztucznych włókien mięśniowych, przy których tradycyjne silniki wyglądają jak toporne, prehistoryczne relikty. W niedawnym wywiadzie Ozgun Kilic Afsar, kierująca badaniami, szczegółowo opisała działanie tych “elektrofluidalnych włókien mięśniowych”. Zaprezentowano m.in. wiązkę o wadze zaledwie 16 gramów, która bez trudu unosi 4-kilogramowy ciężar – to ponad 250 razy więcej niż jej masa własna. Przełom opisany na łamach Science Robotics pozwala całkowicie zrezygnować z ciężkich napędów, hałaśliwych kompresorów i zewnętrznych pomp. Cały system mieści się w cichym, autonomicznym pasmie, które grubością przypomina wykałaczkę.
Przez dziesięciolecia robotyka była uwiązana do “tytanów” napędu: silników elektromagnetycznych. Choć dysponują one dużą mocą, stanowią jednocześnie krytyczny, pojedynczy punkt awarii. Jak wyjaśnia Afsar, jeśli silnik lub przekładnia zawiedzie, cały staw robota zostaje sparaliżowany. Nowe włókna działają inaczej – naśladują hierarchiczną i rozproszoną naturę biologicznych mięśni. Zupełnie jak w ludzkim bicepsie: jeśli kilka włókien ulegnie uszkodzeniu, system traci nieco na sprawności, ale nie przestaje działać całkowicie. “Sekretnym składnikiem” są zminiaturyzowane pompy elektrohydrodynamiczne (EHD) zintegrowane bezpośrednio we włóknie. Wykorzystują one pole elektryczne do przemieszczania płynu i generowania ciśnienia bez użycia jakichkolwiek ruchomych części.
Pisaliśmy już wcześniej o pierwszych zapowiedziach tej imponującej technologii, zwracając uwagę na jej potencjał w tworzeniu wytrzymałych, a nawet nadających się do prania tekstyliów robotycznych. Historię tego projektu możecie poznać tutaj: Te włókna mięśniowe dźwigają 200x więcej niż same ważą . Najnowszy wywiad z Afsar pozwala jednak znacznie głębiej wejść w mechanikę i filozofię odejścia od sztywnych konstrukcji opartych na stawach. Przeczytaj pełną publikację w Science Robotics.
Dlaczego to takie ważne?
Nie chodzi tylko o to, by roboty były silniejsze i cichsze. To fundamentalna zmiana w filozofii ich budowania. Zamiast projektować sztywny szkielet, a potem zastanawiać się, jak dokręcić do niego toporne silniki, inżynierowie mogą teraz “wplatać” moc i ruch bezpośrednio w strukturę maszyny. To otwiera drzwi do powstania prawdziwie miękkich, elastycznych robotów, które są bezpieczniejsze w bezpośrednim kontakcie z człowiekiem, a także do stworzenia nowej generacji protez i egzoszkieletów. Wyobraźcie sobie połączenie tego z innymi futurystycznymi technikami produkcji, takimi jak te rozwijane przez firmę Allonics, pozwalające na tkanie złożonych ciał robotów: Allonic: 7,2 mln $ na robotyczne ciała tkane jak mięśnie . Patrzymy w przyszłość, w której ciało robota i jego mięśnie stanowią jedność – odporną, cichą i niepokojąco wręcz naturalną architekturę.