Source: Vision Chine
Parmi les divers tissus du corps, le muscle est la catégorie clé. le volume musculaire, non seulement sur l'apparence de la personne, dans les activités quotidiennes de la contraction musculaire squelettique traction à articuler, mais aussi joué un levier important.
En d'autres termes, la raison pour laquelle notre espèce peut stabiliser un grand corps de deux pieds, l'exercice flexible peut transporter des objets lourds, en grande partie en raison de la complexité provient de notre structure musculaire du corps.
Eh bien, la structure telle peut être copié dans le domaine de la robotique il?
robot musculaire, devrait être ce qui constitue?
actuellement en tête le mouvement du robot sont généralement moteur hydraulique pour ces formes traditionnelles d'énergie, l'énergie électromagnétique est un exercice de conduction d'énergie, simplement rappeler les travaux dans cette catégorie pelles de grosses machines, les robots seront en mesure d'imaginer aujourd'hui comment travail.
Nous sur les manuels de physique ont appris, il y a une certaine efficacité de conversion d'énergie, la facilité d'utilisation de produits de conversion d'énergie, difficile d'utiliser l'énergie perdue dans le processus de conversion. Par rapport interchangeable énergie mécanique et électrique, la source d'énergie des muscles de l'énergie chimique biologique, une plus grande efficacité de conversion d'énergie.
Il a également créé une certaine mesure sur les caractéristiques des muscles biologiques: une forte traction (par centimètre carré, environ 5 kg), l'évolutivité flexible (rapport de contraction et de l'allongement de 60%), ainsi que une grande durabilité et la capacité de se réparer.
En revanche, les lourds, rigides, et la réparation des machines ont souvent besoin est tout simplement éclatement faible. Ainsi, depuis les années 40 du siècle dernier, les scientifiques ont mené des aspects de la recherche de muscles artificiels, en essayant d'utiliser les avantages du tissu musculaire à l'équipement mécanique pour aller.
À l'heure actuelle les muscles artificiels forment sur les points suivants.
- classe pneumatique
muscles artificiels pneumatiques peut dire que les muscles artificiels dans le plus simple et un pas cher, et imaginez ce qui suit, en plaçant un ballon sous le bras, en gonflant constamment le ballon, le ballon est gonflé bras soulève naturellement le volume.
muscles artificiels pneumatiques qui imitent le type de tissu musculaire à travers un matériau souple, ainsi que la pression d'air d'entraînement pour imiter les muscles mous, souples et légers.
MIT a lancé quelque chose épine dorsale souple pli Compressible 1000 + + muscle artificiel gaz de sac scellé / milieu fluide, en imitant la force élastique de la structure de pliage, capable de soulever le rapport en poids du dispositif lui-même.
- Matériaux intelligents
Elle englobe une grande variété de matériaux intelligents, par exemple, par la conduite d'un polymère électroactif électrostatique à haute tension, ou capable de gel télescopique par des changements de température ambiante et analogues. On peut se comprendre comme un liquide dans le caoutchouc est enroulé, est généré dilatation thermique et la contraction en faisant varier la température du liquide.
University of Colorado à Boulder de chercheurs à venir avec un appareil de Hasel matériau, en utilisant une matière plastique remplie de liquide isolant peu coûteux, puis relié à l'électrode supérieure, peut être réalisé par une opération de tension. Dans l'expérience, le matériau flexible a un allongement à la traction de 69% (ce nombre est très proche d'un muscle biologique) et peut doucement attrapé framboise, des ufs crus ces objets fragiles et non comme un moyen mécanique pour l'image objets produisent des dommages. Et ce matériel est très bon marché, peut faire un ufs d'appui HASEL seulement 10 cents.
- classe Cultured
Mais quand on parle de frénétiques, mais aussi les scientifiques japonais. nouvelles récentes que l'Université de Tokyo, l'équipe du Japon a développé les premiers muscles bio-robots du monde. Attaché à que le squelette de résine n'est pas ballon ou d'un gel, mais l'utilisation des cellules musculaires squelettiques dans la culture par le « muscle vrai » dans une boîte de Petri.
Dans le courant de stimulation, il peut être la contraction musculaire unilatérale, la flexion entraînement commun. Certains éléments peuvent être ramenés. Mais parce qu'elle implique la culture de tissus biologiques, les muscles artificiels du coût sera très coûteux, et le muscle rigidité et d'autres questions se, est encore un caractère expérimental.
- Matériaux Mystery
Le reste est composé de tissu musculaire Imiter avec toutes sortes de matériaux bizarres, l'utilisation de la chaleur, l'électricité et ainsi de suite sous la forme d'une force.
Tels que l'Université du Texas utilisation d'experts de la nanotechnologie sous la forme de « rotation » des cathéters de nanofibres fibre musculaire, puis ajouter la paraffine conductivité thermique dans le conduit de fibres pour favoriser le mouvement musculaire par dilatation thermique et la contraction de la paraffine. En plus de la nanofibre, ainsi que le fil en alliage à mémoire, et ainsi une variété de étrange matériau céramique piézo-électrique. Mais la plupart de ces matériaux ne peut garantir la flexibilité, mais ne peut garantir les performances et les coûts.
Qu'est-ce que les robots ont grandi muscle?
Bien que la recherche sur les muscles artificiels beaucoup, mais nous utilisons généralement les muscles artificiels dans les robots sont vus dans deux domaines.
L'un est un exosquelette mécanique.
muscles artificiels pneumatiques avec du matériel léger, doux et confortable deux atouts majeurs pour devenir le plus populaire centrale électrique squelette mécanique externe.
Mais le problème est la source d'alimentation du muscle artificiel pneumatique n'est pas facile à transporter et à déplacer, comme la puissance d'entraînement ne peut être améliorée que la portabilité de la charge. Cela conduit aux muscles artificiels pneumatiques extérieurs entraînés squelette mécanique pour fournir des scénarios d'énergie et d'utilisation ont toujours des limites, telles que l'utilisation stationnaire dans un lieu particulier, ou seulement des applications à petite échelle dans les mains, les jambes et d'autres parties.
Mais même ainsi, le muscle artificiel pneumatique a également un très pratique. Une telle livraison peut être pris en charge sur le frère de l'objet de transport à courte distance, ou les mains, les jambes de matériel de réadaptation.
L'autre est un robot de logiciel.
Afin d'assurer la flexibilité et l'évolutivité, le matériel souple des applications musculaires artificielles et des robots logiciels coïncident, même devrait dire qu'il est en raison des progrès dans les muscles artificiels sont, l'émergence et robots logiciels d'application peut devenir possible.
Le robot est divisé en deux scénarios, l'un est structuré scène, comme la production industrielle. Nous savons déjà toutes les données de distance entre les robots et les machines-outils, peuvent obtenir un contrôle précis. L'autre est la scène non structurées, telles que l'exploration spatiale complexe. Peu de données à notre disposition, ne peut pas être contrôlée avec précision, puis robots souple et flexible en action quand il a plus d'avantages.
Mais maintenant, si le robot logiciel se fondant simplement sur les muscles artificiels entraînera beaucoup de problèmes, tels que les changements de matériau d'électrode de connectivité ou de température corroder les matériaux de précision de contrôle sont limitées, seulement a réduit le gonflement dans l'application pratique de l'utilisation du robot n'est pas grand. Dans de nombreux cas doivent encore compter sur des dispositifs mécaniques et des muscles artificiels conduire ensemble.
Le robot peut avoir des muscles ...... loin de nous
En fait, il est difficile de voir la plus importante raison de l'application des muscles artificiels dans les robots, ou parce que nous avons besoin est maintenant un contrôle de la machine de précision.
suivi de Robot rigoureux à chaque étape du travail, le robot de nettoyage sous ensemble strict la voie pour eux-mêmes ...... En d'autres termes, maintenant que le robot n'est pas trop intelligent, et presque pas de tolérance aux pannes, naturellement, non pas sur les muscles artificiels d'application souple l'avantage de la flexibilité. Aujourd'hui, même la profondeur de l'apprentissage à développer, mais aussi par la plupart du calcul de l'instruction à haute fréquence proche souple et efficace à la sortie du robot.
Mais il est intéressant, il n'a pas de contourner très bon développement avait théorie du contrôle flou de la tolérance aux pannes plus, une partie de la raison est l'entraînement mécanique et matériaux métalliques sujettes aux accidents sous contrôle flou.
Je crois que l'avenir avec le développement de la théorie du contrôle flou, dans l'avenir, nous pouvons permettre à un petit fraisage de robot autour de la pièce pour se familiariser avec l'environnement, les muscles artificiels seront utiles.
Bien sûr, le muscle artificiel lui-même, le coût, l'efficacité, la capacité de contrôler le degré d'industrialisation, en particulier inférieur à un entraînement mécanique. Peut-être à l'avenir lorsque les muscles artificiels progressivement du laboratoire, un jour ne plus être l'acier et le plastique de tous les robots.
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