W opublikowanym ostatnio artykule Aslan Miriyev, Kenneth Stack i Hod Lipson z Uniwersytetu Columbia opisują nowy siłownik, który naśladuje rozkurcz i skurcz ludzkiego mięśnia. Siłownik może być przymocowany do struktury szkieletowej tworząc ruchomą, bioniczną część korpusu, która może wykonywać proste czynności manualne.

Drukowany materiał elastomerowy

Materiał zastosowany w tym przypadku przez naukowców to nowa odmiana elastomeru, używana w aplikacjach miękkich, przystosowanych do drukowania 3D i odlewania. Surowiec powstał przez zmieszanie 20% etanolu z elastomerem silikonowym. Etanol pozostaje zawieszony w pęcherzykach w matrycy gumy silikonowej i pełni funkcję aktywnego płynu. Gdy silikon jest zasilany napięciem elektrycznym, etanol gotuje się, aż osiąga temperaturę przejścia w stan ciekłego gazu. Materiał zwiększa więc objętość, powodując znaczną ekspansję i skurcz po skropleniu się z powrotem do etanolu.

Do wydrukowania mięśni użyto drukarki 3D, zdolnej do drukowania dwóch materiałów naraz. Maksymalną rozdzielczość 0,8 mm osiągnięto używając końcówki strzykawki 20 ml. Naukowcy korzystali z szerokiej gamy komercyjnych drukarek 3D, w tym sprzętu takich marek jak Stratasys, Ultimaker i uPrint.

Drukowanie mięśni

Wśród najczęściej wymienianych zalet tego rozwiązania powtarza się „umiejętne połączenie wysokiego odkształcenia (do 900%), odpowiednio wysokiego naprężenia (do 1,3 MPa) z niską gęstością (0,84 g/cm3)”. Jak zauważają twórcy: „to najbliższy ekwiwalent naturalnego mięśnia, którego siła jest 15 razy większa niż mięśni organicznych”.

Komentując odkrycia, profesor Lipson, który zajmował się badaniami nad sztuczną inteligencją i robotyką, stwierdził: „To duży kawałek naukowej układanki - nowy siłownik może być przekształcany na tysiące sposobów. Jesteśmy świadkami przełamywania jednej z ostatnich barier na drodze do tworzenia realistycznych robotów”.

Opracowano na podstawie informacji 3D Printing Industry