MIT Media Labin ja Politecnico di Barin tutkijat ovat kehittäneet uusia hiljaisia keinotekoisia lihaskuituja roboteille, jotka voivat muuttaa robottiliikettä ja puettavia apulaitteita. Teknologia, joka tunnetaan nimellä elektrofluidiset kuitulihakset, esiteltiin yksityiskohtaisesti Science Robotics -lehdessä julkaistussa artikkelissa.
Tutkimusryhmä, jota johtavat MIT:n jatko-opiskelija Ozgun Kilic Afsar ja Politecnico di Barin professori Vito Cacucciolo, yhdistää kaksi teknologiaa: ohuet McKibben-toimilaitteet ja miniatyrisoidut elektrohydrodynaamiset (EHD) pumput. Tämä järjestelmä mahdollistaa liikkeen ilman moottoreita tai ulkoisia pumppuja ja korjaa nestekäyttöisten pehmeiden robottien aiemmin kohtaamat rajoitukset.
EHD-pumput toimivat luomalla painetta suljetussa nestetilassa, mikä mahdollistaa liikkeen ilman mekaanisia osia. Jokainen EHD-pumppu on kevyt, painaa vain muutaman gramman ja paksuudeltaan verrattavissa hammastikkuun. Käyttämällä antagonistista rakennetta, jossa toinen toimilaite supistuu ja toinen rentoutuu, järjestelmä jäljittelee ihmisen lihasten vuorovaikutusta.
Afsar totesi: ”Emme valinneet tätä kokoonpanoa pelkästään biomimikriin vuoksi, vaan koska tarvitsimme tavan varastoida nestettä lihasten suunnittelussa.” Tämä kokoonpano eliminoi ulkoisen nestesäiliön tarpeen, mikä on rajoittanut nestekäyttöisten robottien käyttöä laboratorioympäristöjen ulkopuolella.
Kuidut voidaan järjestää erilaisiin konfiguraatioihin, jotka muistuttavat biologista lihaskudosta, mikä mahdollistaa tiukemman pakkaamisen robottijärjestelmissä. Tekniikan esittelyyn kuului hauis-tricepsipari, joka ohjasi 3D-tulostettua robottivartta ja vipuvarsi, joka pystyi laukaisemaan esineitä vain 100 millisekunnissa.
Herbert Shea, Ecole Polytechnique Federale de Lausannen professori, ylisti työtä merkittävänä edistysaskeleena pehmeässä toiminnassa. Hän totesi: ”Liikkuvien osien puute pumpusta tekee näistä lihaksista hiljaisia, mikä on merkittävä etu proteettisille laitteille ja apuvaatteille.”
MIT-Politecnico-tiimi ennakoi, että näitä keinotekoisia lihaksia voitaisiin käyttää erilaisissa sovelluksissa, alkaen ulkopuolisista luurankoista, jotka on suunniteltu auttamaan raskaiden kuormien nostamisessa, ja laitteisiin, joiden tarkoituksena on palauttaa kätevyys. Cacucciolo lisäsi: ”Missä tahansa nestekäyttöisiä toimilaitteita käytetään tai missä insinöörit haluavat korvata ulkoiset pumput sisäisillä, näitä suunnitteluperiaatteita voidaan soveltaa monenlaisiin nestekäyttöisiin robottijärjestelmiin.” Tutkimus sai tukea Euroopan tutkimusneuvostolta ja MIT Media Labin monisponsoroidulta konsortiolta.
