Sztuczne mięśnie pomagają robotom oraz protezom kończyn wykonywać ruchy podobnych do ludzkich. I chociaż większość z nich została wyprodukowana w laboratoriach z wykorzystaniem zaawansowanych technologicznie materiałów, najnowszy projekt do stworzenia wymaga jedynie drukarki 3D.
Sztuczne mięśnie pneumatyczne składają się ze struktur drukowanych w 3D, które mogą się rozciągać i kurczyć w zależności od potrzeb. Projekt siłowników o nazwie GRACE (GeometRy-based Actuators able to Contract and Elongate) został opracowany przez naukowców z Włoskiego Instytutu Technologii w Genui.
Każdy siłownik ma postać elastycznej pustej w środku plastikowej bańki z fałdami biegnącymi wzdłuż jego boków. Kiedy powietrze jest pompowane do siłownika podłączonym wężem, kurczy się ono wzdłużnie, jednocześnie rozszerzając się promieniowo (staje się krótsze i grubsze). Gdy powietrze jest usuwane, siłownik staje się dłuższy i cieńszy.
Siłowniki są zaprojektowane do utrzymania ponad 1000-krotnie więcej niż same ważą. Generowane siły i wymagane ciśnienia można zwiększyć lub zmniejszyć, stosując materiały o większej lub mniejszej sztywności, a także modyfikując grubość membrany tworzącej te siłowniki, przy zachowaniu tej samej wydajności skurczu i wydłużenia.
Do demonstracji technologii zespół stworzył robotyczną dłoń z 18 siłownikami GRACE. Wykonana w całości z miękkiej żywicy, została wyprodukowana w procesie druku 3D
Tworzenie sztucznych mięśni jest bardzo ambitnym celem w dziedzinie robotyki, ponieważ w naturze tkanka mięśniowa ma złożone cechy, które umożliwiają bardzo wszechstronne ruchy, od szybkich, silnych skurczów po drobne i precyzyjne zmiany kształtu ciała, np. wyrazu twarzy.
Czytaj też: Ten mikrochip będzie w stanie rozpoznawać pierwsze oznaki poważnych chorób w mózgu
Siłowniki GRACE mogą być wytwarzane poprzez niskokosztową produkcję addytywną. Łatwość ich wytwarzania sprawia, że można je replikować poza laboratoriami badawczymi. Wyniki powyższych badań opisano w artykule opublikowanym niedawno w czasopiśmie Science Robotics.
