Пневматический трюк искусственной руки

Эта искусственная рука изготовлена непосредственно на 3D-принтере. Ее мышцы выглядят как маленькие сморщенные шарики. Ими можно управлять с помощью сжатого воздуха.

В бионике, отрасли робототехники, ученые пытаются имитировать естественные механизмы. Однако воссоздание структуры и функции мышечных волокон остается сложной задачей, так как они должны удовлетворять большому количеству различных требований: быстро и сильно сокращаться или выполнять небольшие, но очень точные движения, как мышцы человеческого лица, отвечающие за мимику. Особое расположение групп мышц обеспечивает также вращение, изгиб или движение вперед и назад.

Для этого в робототехнике нужна искусственная мышечная структура, способная удовлетворить требования силы и точности. Команда Коррадо Де Паскали Итальянский технологический институт) представила своего рода сферу со складками, способную, подобно мышечному волокну, расширяться или сжиматься под воздействием воздуха. Так называемые GRACE (сжимающиеся и удлиняющиеся приводы) могут быть изготовлены на 3D-принтере и интегрированы непосредственно в более сложные конструкции.

В зависимости от области применения GRACE можно масштабировать по-разному. Их размер ограничен только методом производства, можно изменять  характеристики, то есть регулировать, насколько хорошо они могут деформироваться и какое усилие прикладывают. Но играет роль и толщина мембраны, внешней оболочки пневматических компонентов. Исследователи могут изменить давление, необходимое для расширения, и силу, которую GRACE прилагают в процессе. В зависимости от материала сферы могут поднимать вес, в тысячу раз превышающий их собственный.

Чтобы продемонстрировать потенциальное применение своих искусственных мышц, команда Де Паскали напечатала на 3D-принтере человеческую руку. Ее масштабная модель весит около 100 г и имеет 18 установленных GRACE. Над ними можно сгибать и растягивать отдельные пальцы. С помощью четырех встроенных сфер специальное устройств сгибает ладонь и поворачивать искусственное запястье.

Одно из преимуществ конструкции - возможность изготовления на стандартном 3D-принтере с интеграцией непосредственно в сложную сборку. Кроме того, затраты на производство имитационных мышечных волокон очень низкие, поэтому они могут представлять интерес для промышленности.

Источник: wissenschaft.de