Artificial muscles
V dohledné době se stanou skutečností umělé svaly se silou a rychlostí člověka V minulosti již bylo zkonstruováno mnoho přístrojů, které dokázaly vyprodukovat sílu o velikosti 100 N/cm 2 s kontrakcemi do jedné sekundy Než bude možno dosáhnout vize umělých svalů, bude muset být zodpovězeno mnoho zásadních otázek
Artificial muscles Hlavní hnací silou robotů je motor Váha, omezené rozměry,převod, omezující tvary, to vše nutí k úpravám návrhů Co se jeví jako ideální pohon robotů je obdoba lidského svalu – stažitelný materiál řízený chemickými nebo elektrickými signály
Artificial muscles Gel – kompromis mezi tekutinou a pevnou látkou Vlastnosti gelu – vzájemné působení polymeru a tekutiny Příklady – vyskytující se v přírodě – povrch žaludku, sklovitá výplň oka, povrch střev, plic…a také umělé gely jako polyacrylamid a polystyren používané třeba pro výrobu gum, plastů, lepidel a filmů Ceněná vlastnost – okamžitě měnit objem
Artificial muscles Problémy – účinnost, hustota energie, ukládání energie a převod, dynamika, ovladatelnost, tepelné ztráty Změna objemu – tři síly – gumová pružnost, polymerová podobnost a tlak iontového kyslíku
Artificial muscles Kinetika – rychlost stahování Pro polyacrylamidy je to 2x10 9 s/m 2
Artificial muscles Využití – fenomen – presto tu do nedavna nebyly žádné pokusy využití těchto materiálů Př. Napínák čelisti, močový svěrač Přesto je většina těchto metod pouze v základním vývoji První gely – velmi pomalé, slabé, neschopné zprostředkovat větší zátěž Nový přístup – malé balíčky s vlákny – napínatelné osy – rychlejší tempa, větší síla
Artificial muscles
Závěr – uskutečnitelná vize, nicméně musí se vyřešit některé základní problémy –materiální otázky - elastický modul, tažná síla, stresové zatěžovací situace, únava, tepelná a elektrická vodivost – termodynamické otázky – účinnost, silové účinky a omezení, hustota – a strojírenské otázky – výroba, přenos síly, dynamické modelování, ovládání, zapojení a balení + také koordinace, toxicita gelů a materiální a výrobní náklady Zdroj: Massachusetts institute of technology