ابداع راهی برای طراحی ماهیچه های مصنوعی

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی، گروهی از محققان راهی برای طراحی ماهیچه های مصنوعی که شبیه به ماهیچه های بیولوژیکی هستند، ابداع کردند.

دانشمندان مؤسسه فناوری ایتالیا IIT ساختارهای دوک مانندی را با چاپ سه بعدی ایجاد کردند که می توانند به میل خود گسترش یابند. آنها به عنوان نمایشی از یافته های خود، یک دست پنوماتیک طراحی کردند.

GRACEs - محرک های مبتنی بر GeometRy که قادر به انقباض و کشیده شدن هستند - می توانند تا 1000 برابر وزن خود را بلند کنند. اساساً بسته به حرکت و استفاده ای که عضله باید انجام دهد، سازندگان می توانند از طریق یک مدل ریاضی انتخاب کنند که چه و چه تعداد GRACE را می خواهند استفاده کنند.

دستگاهی که ما ایجاد کردیم انعطاف پذیری بالایی را ارائه می دهد زیرا انقباض و گسترش را می توان شخصی کرد. علاوه بر آن، GRACE ها همچنین به ماهیچه ها اجازه می دهند تا کشیده شوند.

یک عضله مصنوعی پنوماتیک - PAM که عضله هوا نیز نامیده می شود، از هوا برای تقلید حرکات انسان استفاده می کند. به طور خلاصه، آنها انرژی هوا را به حرکت تبدیل می کنند. ماهیچه های استاندارد هوا اولین ماهیچه ای که مک کیبن در دهه 1950 اختراع کرد، از یک لوله داخلی بادی در داخل یک شبکه بافته شده تشکیل شده است که در هر انتهای آن گیره هایی وجود دارد. وقتی لوله باد می شود، منبسط می شود و به همین ترتیب مش را فشار می دهد. این آستین به نسبت درجه ای که قطر آن مجبور به انبساط می شود منقبض می شود و گیره ها را می کشد. این به عنوان نیروی انقباضی عضله هوا تعریف می شود.

ماهیچه های پنوماتیکی سبک وزن هستند و یک کپی از ماهیچه های بیولوژیکی را ارائه می دهند و در تمام تنظیماتی که نیاز به ایمنی دارند یا مستلزم تعامل انسانی هستند استفاده می شود. رویکرد تیم IIT با رویکرد اساسی مک کیبنز متفاوت است. محرک های دوکی مانند به اشکال مختلفی وجود دارند که به نفع تکرار پیچیدگی عضلات هستند. ترکیبی از GRACE های مختلف مسئول حرکت انگشت و مچ دست در دست دمو ارائه شده است.

تیم IIT از یک چاپگر سه بعدی تجاری برای تولید دست - در یک فرآیند چاپ استفاده کرد. سه ماهیچه مصنوعی هر انگشت را تشکیل می دهند. وقتی باد می شوند، تاندون ها را می کشند تا باز و بسته شوند. هر انگشت دارای یک خط پنوماتیک مستقل است، به این معنی که هر یک می تواند به طور جداگانه غیرفعال شود. چهار GRACE بزرگتر، دو عدد در هر طرف مچ دست را تشکیل می دهند و امکان چرخش دست را فراهم می کنند.