ساخت ماهیچه مصنوعی با قدرت ابر انسان
محققان موفق به ساخت ماهیچه*های مصنوعی شدند که تا 80 برابر وزن خودشان را حمل می*کنند و همچنین می*توانند انرژی موردنیاز خودشان را نیز از تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تولید کنند.
تیمی از محققین دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) ، ماهیچه*های مصنوعی کارا یا روباتیک ساختند. این ماهیچه*ها تا 80 برابر وزن خودشان را حمل می*کنند و می*توانند 5 برابر طول اصلی*شان بزرگ شوند. اختراع این تیم راه ساخت ربات*های شبه زنده با قدرت و توانایی فرا انسان را هموار می*کند.
علاوه بر این ، این ماهیچه*های مصنوعی جدید توانایی بالقوه*ی ذخیره و تبدیل انرژی دارند که به ربات*ها کمک می*کند تا بعد از مدت کوتاهی شارژ ، نیروی موردنیاز خودشان را تأمین کنند.
ربات*ها هر چقدر هم که هوشمند باشند توانایی ماهیچه*ای محدودی دارند که تنها نیمی از وزن خودشان را می*توانند بلند کنند. این میزان تقریباً برابر نصف قدرت میانگین یک انسان است (اگرچه بعضی از انسان*ها می*توانند تا سه برابر وزن خودشان را هم بلند کنند). ماهیچه*های مصنوعی تا پیش از این تنها تا سه برابر طول خودشان می*توانستند بلند شوند. میزان توانایی گسترش یافتن و افزایش طول ، عامل مهمی در کارایی ماهیچه است ؛ چرا که هرچه این ماهیچه مصنوعی بتواند بلندتر شود ، به معنای قابلیت انجام گستره*ی بیشتری از فعالیت*ها هنگام حمل بارهای سنگین است.
مدیر این طرح می*گوید: «مواد ما از ماهیچه*های انسانی تقلید می*کنند که به سرعت به تحریک*های الکتریکی عکس*العمل نشان می*دهند ، نه از مکانیسم*هایی که توسط هیدرولیک*ها پیش می*روند و سرعت پایینی دارند. به خاطر این مکانیسم ، ربات*ها به شیوه*ای متناوب و تشنجی حرکت می*کنند. حالا ماهیچه*های مصنوعی*ای را تصور کنید که قابل انعطاف و قابل گسترش و بزرگ شدن هستند و همچنین در طول چند ثانیه ، مانند ماهیچه*های انسانی عکس*العمل نشان می*دهند. ربات*هایی که به این ماهیچه*ها تجهیز شده باشند ، با روشی شبیه*تر به انسان و با قدرتی فرای انسان عمل کنند.
برای دستیابی به این قابلیت ، دکتر Koh مدیر این طرح و تیمش ، از پلیمرهایی استفاده کردند که بیش از ده برابر طول اصلی خود کشیده می*شوند. به بیان علمی ، این ماهیچه*ها جابجایی کششی 1000 درصدی دارند.
دکتر Koh افزوده است که درک خوب از بنیان*ها ، دلیل اصلی موفقیت آن*ها بوده است. وی گفته است: «ما از تئوری استفاده*ی خوبی کردیم. سال گذشته ، ما محاسبه کردیم که ماهیچه*های پلیمری که با تحریک الکتریکی حرکت می*کنند می*توانند بالقوه 1000 درصد جابجایی کششی داشته باشند و باری 500 برابر وزن خودشان را حمل کنند. بنابراین من از دانشجویانم خواستم تا برای دستیابی به این آرزوی دور از دست ، هر چقدر هم که به نظر ناممکن برسد ، تمام تلاششان را بکنند.»
«ماهیچه*های جدید ما نه تنها قوی و با واکنش سریع هستند ، بلکه حرکاتشان هم یک انرژی روی خود محصول تولید می*کند. هم*زمان با منقبض و منبسط شدن ماهیچه*ها ، این محصول قابلیت آن را دارد که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این ماده به خاطر طبیعتش ، می*تواند مقدار زیادی از انرژی را در یک مجموعه*ی کوچک جمع کند. ما محاسبه کردیم که اگر یک نفر بخواهد ژنراتور الکتریکی از این مواد نرم بسازد ، یک سیستم 10 کیلوگرمی می*تواند همان میزان انرژی که از یک توربین الکتریکی 1 تنی درست می*شود را تولید کند.»
به عبارت دیگر ، انرژی تولید شده ممکن است منجر به این شود که ربات انرژی خودش را بعد از یک دوره*ی کوتاه شارژ شدن ، تأمین کند. که انتظار می*رود این مدت زمان شارژ کمتر از یک دقیقه باشد.
به گفته*ی دکتر Koh این تیم هنوز در حال تقویت و پیشرفت دادن ماهیچه*هایش است. آن*ها همچنین الگویی از فرمول موفقشان از مواد و درجه*ی درست ایمپالس*های الکتریکی ارائه خواهند کرد. ضمناً این تیم انتظار دارد که در عرض سه تا پنج سال بتواند یک بازوی رباتیک طراحی کند که نصف اندازه و وزن بازوی انسان را داراست و می*تواند با بازوی یک انسان به همان وزن و اندازه*ی عادی کشتی بگیرد و از او ببرد.
دکتر Koh گفته است که این ماهیچه*های مصنوعی قدرتمند نباید تنها در ربات*ها استفاده شوند. مثلا جرثقیل*ها با وجود این بازوها می*توانند از قدرت و کارایی بالاتری برخوردار شوند.
برنامه*ی این تیم تحقیقاتی همکاری بیشتر با محققان علوم مواد ، مهندسی مکانیک ، مهندسی کامپیوتر و الکتریک و همچنین مهندسان علوم زیستی است تا بتوانند ربات*ها و اعضای رباتیکی طراحی کنند که هم در ظاهر و هم در کارکرد بیشتر شبیه انسان باشند.
science
ir.
تالار گفتگوی پزشکی
