ساخت عضلات مصنوعی به وسیله الیاف کربن

«مهم نیست که چقدر به طور منظم تمرین می کنید، عضلات مصنوعی از مدت ها پیش از همتایان طبیعی خود پیشی گرفته اند.»

در حال حاضر، محققان از گروه مهندسی مکانیک و مهندسی در دانشگاه ایلینوی، یک عضله مصنوعی ساخته شده از الیاف کربن و لاستیک را تولید کرده اند که می تواند بیش از 12000 بار نسبت به وزن خود را افزایش دهد. تیم MechSE ایلینوی با هدف ساخت عضلات مصنوعی ، طراحی نسبتا جدید – قوی تر و در نتیجه عملی تر آغاز بکار کرده است.با توجه به این موضوع، الیاف کربن انتخاب شدند، یک ماده بسیار قوی اما سبک وزن. محققان برای تغییر شکل پذیری بیشتر،الیاف  کربنی را با پلی دی میتیل سیلکسان (PDMS) مخلوط کردند و آن را به شکل پیچ خورده در آوردند.

سامی توفیک، نویسنده این مطالعه، گفت: “عضلات پیچیده شده اخیرا با استفاده از نخ های نایلونی اختراع شدند.”  آنها می توانند ضربه های محکم را اعمال کنند ، که اگر پژوهشگران بتوانند آنها را قوی تر کنند برای برنامه های کاربردی در دستگاه های کمک کننده ی انسان فوق العاده مفید هستند.

عضلات را می توان توسط یک جریان کمی الکتریکی و هگزان منقبض و منبسط کرد تا عضله بصورت پیچ خورد در بیاید.

در آزمایشات، تیم پژوهشی متوجه شد که تولیداتشان حتی با ولتاژ ورودی خفیف، بسیار قوی عمل میکرد. یک بسته نرم افزاری عضلانی مصنوعی که فقط 0.4 میلیمتر اندازه گیری می شد، قادر بود نیمی از گالن آب را برابر با  2.5کیلوگرم با ولتاژ اعمال شده تنها 0.172 ولت در هر سانتی متر بلند کند.

این بدان معناست که عضله حداکثر12600 برابر وزن خود را بلند میکند. تیم پژوهشی همچنین یک مدل ریاضی را برای توصیف نحوه عملکرد عضلات مصنوعی تحت پارامترهای مختلف توسعه داده است . محققان می گویند طراحی عضلات مصنوعی جدید با خواص خاص، متناسب با برنامه های داده می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

“کاترینا لاموتا، نویسنده پژوهش، می گوید:” محدوده کاربردی این عضلات مصنوعی کم هزینه و کم وزن واقعا گسترده است و شامل زمینه های مختلف مانند رباتیک، پروتز، ارتوپدی و دستگاه های کمک کننده انسان است. ” “مدل ریاضی پیشنهاد شده ما یک ابزار طراحی مفید برای تنظیم عملکرد عضلات مصنوعی با توجه به برنامه های مختلف است. علاوه بر این، مدلی ارائه می دهد که درک روشنی از تمام پارامترهایی که نقش مهمی را در مکانیزم فعال دارند را ارائه می دهد، و این باعث می شود تحقیقات آینده در راستای توسعه typological جدید از الیاف تقویت شده عضلات پیچ خورده با خواص افزایش یافته توسعه یابد. “

دانلود فیلم

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *