Мускулите в нашето тяло работят постоянно. Дори при едно спокойно занимание, като четенето, очите са насочени към текста, ръцете държат съответното издание (или информационен носител) на определено разстояние от лицето, а гърбът подкрепя цялото тяло в седнало или изправено положение. Това не включва активността на други мускулни групи, които работят постоянно на заден план, като сърцето и храносмилателната система. Но активността на всички тези функции е причина за да съществуваме.
Най-общо казано, мускулите могат да се опишат като биологичен, задвижващ се, механизъм или изпълнително устройство. Мускулната тъкан е изключително подвижна и на пръв поглед със сравнително проста структура. Интересен факт е, че още през XVII в. е имало желаещи да произведат изкуствени мускули. Първият пример за това е английският учен, изобретател и микроскопист, Робърт Хук. Той е известен с изобретяването на т.н. сложен микроскоп (с дизайн от три или повече лещи), както и с това, че въвежда термина „клетка“. Хук се занимава и с направата на машина, която привежда силата в движение по начин подобен на мускулите, използвайки барут за създаване на сила. Този проект обаче не продължава особено дълго и бързо бива изоставен.
Биологичните мускули от своя страна разчитат на биохимичен енергиен източник аденозинтрифосфат (АТФ), който Робърт Хук се е опитал да замести с барут. През последния половин век многобройни биолози и биохимици работят неуморно, за да определят структурата и механизма на молекулите АТФ и по този начин да предоставят модел за изкуствени мускули. Абсолютен аналог на естествени мускули не можа да се постигне. Съществуват определени критерии за мощност, които позволяват спецификацията на нови технологии.
За изкуствените мускули могат да се използват всички материали, които имитират естествени мускули. И най-вече тези, които могат да променят своята скованост, да притежават обратимо свиване, да се разширяват или да се въртят под външно влияние (електрически шок или температурна промяна). Трите основни движения на устройството могат да се комбинират в един компонент, който да произвежда други движения, като огъване или едновременното скъсяване от една страна и разширяване от друга. Т.е. конвенционалният двигател, пневматичен, линеен, както и кръгово задвижващи се механизми не се определят като изкуствени мускули, защото в задвижването им са включени повече от един компоненти.
Според вида на задвижващия механизъм изкуствените мускули се разделят на три групи: такива с електрическо поле, с пневматично или с топлинно управление. Първите са задействани от електроактивни полимери и предлагат комбинация от лекота и ниска степен изискване на мощност. За в бъдеще подобни механизми могат да се прилагат в медицината, аерокосмическата и автомобилна индустрия, роботика, както и в по-нестандартни сфери като детски играчки, дрехи, устройства за контрол на шум и генератори на енергия. Пневматичните изкуствени мускули също предлагат по-голяма гъвкавост, управляемост и лекота в сравнение с конвенционалните задвижващи механизми. Тази технология е в основата на ръката робот Shadow Dexterous Hand, разработена от едноименната фирма в Лондон и комерсиално достъпна, която е с размерите на човешка ръка и е способна да имитира всички нейни движения. Изпълнителните устройства с топлинно управление намират приложение в медицината, военните сили, роботика. В бъдеще те евентуално ще могат да произвеждат енергия чрез механични промени на формата им.
Изкуствените мускули притежават висока подвижност и повишена гъвкавост, лекота и висока мощност, критерии, които ги правят изключително иновативна технология. Въпреки сегашната ограничена употреба на изпълнителните устройства, развитието им в бъдеще е пълно с възможности за подобряване на методи, уреди и качество на живот в най-различни сфери.
***
Важното за теб е на Topnovini.bg! Последвай ни във Facebook, Instagram и Twitter, ела и в групата ни във Viber! Значимите теми и различните гледни точки са още по-близо до теб! Всички са в социалните мрежи – ние също, чети ни!
Добави коментар