Искусственная мышца для роботов - в тысячу раз сильнее человеческой
Если роботом когда-нибудь суждено захватить власть на планете, наши шансы выжить после этого только что резко сократились. Группа ученых из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса представили роботизированную мышцу нового типа, в 1000 раз более сильную, чем человеческая, а также способную поднимать и бросать объекты, весящие в 50 раз больше ее.
Искусственную мышцу изготовили из двуокиси ванадия (этот материал славится своей способностью быстро менять форму и размер). V-образная лента из хрома и диоксида ванадия крепится на кремниевую подложку; при отделении от подложки она свертывается в спираль. Нагрев превращает спираль в микро-катапульту, способную с силой бросать вещи, или в датчик присутствия: "распознавание" объекта на расстоянии мгновенно вызывает микровзрыв (резкое изменение формы спирали), который и отшвыривает объект очень далеко.
"Мы создали миниатюрную биморфную двойную спираль, функционирующую как мощная торсионная мыщца. Она приводится в действие фазовым переходом диоксида ванадия, термально или электро-термально. С помощью простейшей конструкции и неогранических материалов мы добились лучших показателей удельной мощности и скорости, чем у моторов и приводов современных интегрированных микро-систем", - рассказывает глава проекта Цзюньцяо У (Junqiao Wu).
Некоторые свойства двуокиси ванадия делают его особенно ценным веществом для искусственных мускулов. При низкой температуре он является изолятором, а при 67°С внезапно становится проводником. Кроме того, кристаллы диоксида ванадия при нагреве меняют форму: в одном измерении они сжимаются, а в двух других - расширяются.
Во время эксперимента продемонстрировали скорость вращения 200,000 оборотов в минуту, амплитуду сжатия в 500-2,000 градусов на миллиметр и плотность энерговыделения до 39 киловатт на килограмм. "Эти показатели - на порядок выше, чем у ныне доступных торсионных моторов, работающих на основе электростатики, магнитоэлектроники, углеродных нанотрубок и пьезоэлектрики. Наш микромускул позволяет совместить множество функций на ограниченном пространстве", - утверждает У.
Изобретение представлено в журнале Advanced Materials.
По материалам Gizmag.
Артём Космарский nauka21vek.ru