شفقنا – مهندسان مؤسسه فناوری ماساچوست با توسعه تاندونهای مصنوعی ساخته شده از هیدروژل، توانستند عملکرد رباتهای ترکیبی زیستی را بهشدت افزایش دهند. این تاندونها، که بافت عضلانی رشد یافته در آزمایشگاه را به اسکلت مصنوعی ربات متصل میکنند، قدرت و سرعت حرکت ربات را به طور چشمگیری بالا بردند.
به گزارش سرویس ترجمه شفقنا، رباتهای ترکیبی زیستی از بافتهای زنده (مانند عضلات واقعی) و قطعات مصنوعی ساخته میشوند. در طراحیهای قبلی، بافت عضلانی مستقیماً به اسکلت مصنوعی متصل میشد. این روش مشکلاتی از جمله اتصال ضعیف و اتلاف انرژی ایجاد میکرد.
وقتی اتصال ضعیف باشد، عضله نسبت به اسکلت بسیار نرمتر است و این ناهماهنگی مکانیکی اغلب باعث پارگی عضله یا جدا شدن آن میشد. همچنین بخش زیادی از انرژی عضله برای اتصال استفاده میشد، نه برای حرکت، که منجر به قدرت و حرکت کم میشد.
محققان از ساختار بدن انسان الهام گرفتند. در بدن، تاندونها رابطی با سفتی متوسط بین عضله نرم و استخوان سفت هستند. این امر انتقال نیرو را به صورت کارآمد امکانپذیر میکند.
محققان تاندونهای مصنوعی را از هیدروژل، یک ژل پلیمری محکم و انعطافپذیر، ساختند. آنها تاندونها را به دو انتهای یک قطعه کوچک عضله رشد یافته در آزمایشگاه (بافت عضلانی) متصل کردند تا یک «واحد عضله-تاندون» کامل ایجاد شود .
محققان واحد عضله-تاندون جدید را به انگشتان یک ربات گیره متصل کردند در نتیجه هنگام تحریک عضله مرکزی برای انقباض، ربات سه برابر سریعتر انگشتان خود را به هم فشرد و در مقایسه با رباتی که از تاندون مصنوعی استفاده نمیکرد، ۳۰ برابر نیروی بیشتری تولید کرد. طراحی جدید توانست عملکرد بالای خود را در بیش از ۷۰۰۰ سیکل (انقباض عضلانی) حفظ کند.
افزودن تاندونهای مصنوعی نسبت قدرت به وزن ربات را تا ۱۱ برابر افزایش داد. این بدان معناست که برای انجام یک کار، به عضله بسیار کمتری نیاز است.
این طراحی جدید یک عنصر مهندسی جهانی و قابل تعویض است که میتواند به طیف گستردهای از رباتهای ترکیبی زیستی، از ابزارهای جراحی میکروسکوپی گرفته تا رباتهای کاوشگر خودکار که در محیطهای خطرناک یا دوردست فعالیت میکنند، قدرت ببخشد.
این خبر را اینجا ببینید.