Sukurti dirbtiniai raumenys, pakeliantys 80 kartų už save didesnį svorį

Kad ir kokie protingi bebūtų robotai, jie turi nemažai apribojimų, pavyzdžiui, iki šiol juos riboja dirbtiniai raumenys: daugelis robotų gali pakelti svorį, ne didesnį, nei pusė jo paties svorio. Ši keliamoji galia – artima žmogaus jėgai (šį kartą pamirškime pavienius stipruolius, galinčius pakelti net tris kartus už save didesnį svorį). Taip pat iki šiol sukurti dirbtiniai raumenys galėjo ištįsti tik tris kartus. Raumens gebėjimo ištįsti laipsnis – svarbus faktorius, lemiantis raumens produktyvumą atliekant įvairias operacijas bei gabenant sunkius krovinius. 

Dirbtinius raumenis kuriančios komandos narys dr. Adrian Koh atskleidė, kaip jis drauge su įvairių sričių kolegomis kūrė naujus, antžmogiškomis savybėmis pasižyminčius raumenis: dirbtinių raumenų audiniai imituoja žmogaus raumenis, jie greitai reaguoja į elektros impulsus, priešingai nei raumenys robotų, kuriems judesius atlikti padeda valdomieji hidrauliniai mechanizmai. Dėka šių mechanizmų robotų judesiai – trūkčiojantys ir lėti. Dr. Adrian Koh siūlo įsivaizduoti lanksčius, lengvai ištęsiamus ir sekundės tikslumu reaguojančius dirbtinius raumenis, visai tokius, kaip žmogaus. Įdiegus šitokius raumenis robotams, savo judesiais jie galėtų tapti panašesni į žmones, o turima jėga juos gerokai pralenkti. 

Mėgindami sukurti šiomis savybėmis pasižyminčius raumenis mokslininkai naudojo polimerus, galinčius išsitempti iki 10 kartų. Dr. Adrian Koh teigimu, puikus raumens veikimo pagrindų išmanymas didžiąja dalimi lėmė mokslininkų komandos sėkmę. Tinkamai teoriją perpratę ir ją pritaikę praktiškai mokslininkai apskaičiavo, jog elektros impulsų valdomi, iš polimerų pagaminti raumenys teoriškai turėtų galėti pakelti svorį, už juos pačius sunkesnį net 500 kartų. Taigi, nepaisydami įvairių iššūkių, mokslininkai atkakliai siekė užsibrėžto tikslo.

Naujieji dirbtiniai raumenys – ne vien tik stiprūs ir itin jautrūs. Šie raumenys, judėdami (susitraukdami ir išsiplėsdami) geba konvertuoti mechaninę energiją į elektros energiją ir kaupti didelius energijos kiekius. Mokslininkų paskaičiavimais, iš šios medžiagos panorėjus sukonstruoti elektros generatorių, 10 kg sverianti sistema galėtų gaminti tokį patį energijos kiekį, kaip ir 1 toną sverianti elektros turbina. Tai reiškia, kad po trumpo įkrovimo periodo (tikimasi, kas jo trukmė bus mažesnė nei minutė) tokie robotai galėtų būti savaime įsikraunantys.

Dr. Adrian Koh vadovaujama komanda ir toliau tobulina dirbtinius raumenis ir trijų-penkių metų periode jie tikisi sukurti dirbtinę ranką, tokio paties dydžio ir svorio kaip tikra žmogaus ranka, tačiau gerokai lenkiančią ją savo jėga.

Straipsnis parengtas įgyvendinant Lietuvos ir Šveicarijos bendradarbiavimo programos NVO fondo remiamą paprojektį „NVO, veikiančių mokslo sklaidos srityje, tinklo stiprinimas, plėtojant jo institucinius gebėjimus“.