Изследователи са разработили самовъзстановяващ се изкуствен мускул за използване в меки роботи и носими системи. Той имитира способността на животните и растенията да откриват и самолекуват наранявания. Твърди се, че тази трансформираща разработка на инженерния екип от Университета на Небраска-Линколн решава дългогодишен проблем със синтетичните системи.

Установяването на наранявания и самовъзстановяването са очевидно важни характеристики на органичните форми на живот, но представляват сложно предизвикателство за създателите на роботи. Затова изследователите са тръгнали по изпитания и надежден път на биомимикрията.

Обяснено е, че представената ключова разработка е система, която може да идентифицира повреда от пробождане или екстремен натиск, да определи местоположението ѝ и да започне самостоятелно самовъзстановяване. За тази цел на неотдавнашната Международна конференция по роботика и автоматизация на IEEE в Атланта, Джорджия, беше представена многослойна архитектура.

Мускулът, или задвижващият механизъм, има три слоя. В долната част е слоят за откриване на повреди, който в този случай представлява мека електронна кожа, съставена от микрокапки течен метал, вградени в силиконов еластомер. След това като среден слой се използва твърд термопластичен еластомер и този материал действа като самовъзстановяващ се компонент. Отгоре е разположен задвижващият слой, който се свива и разширява при промяна на налягането на водата.

За създаването на самовъзстановяващ се механизъм, който функционира без външна намеса, са необходими и различни мониторингови потоци, които протичат в мрежа през „кожата“ на този дизайн. По този начин повредите могат да се отчитат като смущения в електрическата мрежа. Това задейства същата мрежа, която доставя топлина до местата на повреда, като разтопява термопластичния слой, за да запечата разкъсванията. Това е „ефективно самолечение на раната“, казват изследователите.

Какво става, ако в същата област има нови щети? Учените са помислили за това и са разработили стъпка, която възстановява електрическата мрежа на кожния слой. Техниката за осъществяване на нулирането използва ефекта на електромиграцията, „процес, при който електрическият ток предизвиква миграция на метални атоми“. Без тази система самовъзстановяващата се система би могла да завърши само един цикъл на увреждане и възстановяване, така че това е много важно нововъведение.

Тъй като изследователите са базирани в Небраска, първите приложения на тази технология, за които са разсъждавали, са били в селскостопанските роботи, които се повреждат от клони или тръни. Екипът обаче вижда възможности за използване на тази технология и в носими устройства за наблюдение на здравето, както и в по-широки приложения на потребителската електроника.

Снимка: Unsplash/University of Nebraska–Lincoln

Виж още: Фламенко джаз под звездите на Япония – ексклузивно по канал Oh! Jazz в EON от Vivacom