Искусственные мышцы нового поколения: революционный материал, который сильнее человеческих мышц в 30 раз

Южнокорейские учёные создали магнитный полимер, способный мгновенно менять жёсткость и поднимать грузы в 4000 раз тяжелее собственного веса. Это открытие кардинально изменит мягкую робототехнику и носимые устройства.

Искусственные мышцы нового поколения: революционный материал, который сильнее человеческих мышц в 30 раз

Исследователи из Ульсанского национального института науки и технологий совершили прорыв в области искусственных мышц. Разработанный ими материал сочетает несовместимые ранее свойства, демонстрируя эластичность резины и прочность стали. При плотности работы 1150 кДж/м³ он превосходит человеческие мышцы в тридцать раз.

Уникальность технологии заключается в структуре полимера с двойной сеткой связей. Постоянные химические связи обеспечивают прочность, а физические — возможность трансформации. Внедрённые магнитные частицы позволяют дистанционно управлять материалом: при нагреве он размягчается и двигается в магнитном поле, а при охлаждении сохраняет заданную форму.

Схематическое изображение, иллюстрирующее стратегию двойной сшивки и термомеханический механизм приведения в действие магнитных искусственных мышц.

Материал демонстрирует впечатляющие характеристики. Он способен растягиваться в двенадцать раз от первоначальной длины, сохраняя способность поднимать пятикилограммовые грузы при собственном весе всего 1,2 грамма. Жёсткость может мгновенно меняться с 213 килопаскалей до 292 мегапаскалей — изменение более чем в тысячу раз.

В ходе испытаний искусственные мышцы подтвердили свою эффективность в реальных условиях. Роботизированная рука на основе этого материала успешно поднимала грузы массой 115 граммов, а система из параллельных мышц демонстрировала устойчивую работу с грузами по 77 граммов каждая. Материал выдержал более восьмисот рабочих циклов без потери свойств.

Эта разработка открывает новые перспективы для создания адаптивных экзоскелетов, точных медицинских имплантов и безопасных роботов-помощников. Хотя технология требует дальнейшего совершенствования в части энергоэффективности и долговечности, она решает фундаментальную проблему мягкой робототехники, позволяя одновременно достигать высокой эластичности и значительной мощности. Научная статья с описанием исследования опубликована в авторитетном журнале Advanced Functional Materials.

Читайте также

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Телескоп James Webb обнаружил возможный новый тип космических объектов — «звезду-черную дыру»

Телескоп James Webb обнаружил возможный новый тип космических объектов — «звезду-черную дыру»

Эмулятор PlayStation 5 впервые запустил Astro’s Playroom на Steam Deck

Эмулятор PlayStation 5 впервые запустил Astro’s Playroom на Steam Deck