Muscular tissues artificiels robotiques stables et efficaces construits sur de nouvelles combinaisons de matériaux

Les moteurs, qui convertissent l’énergie électrique en mouvement ou en power, jouent un rôle central dans l. a. vie quotidienne, même s’ils passent souvent inaperçus. Les actionneurs à base de matériaux souples, en particulier, ont suscité un intérêt scientifique ces dernières années en raison de leur légèreté, de leur fonctionnement silencieux et de leur biodégradabilité. Une approche easy pour créer des actionneurs souples implique l’utilisation de buildings multi-matériaux, telles que des « poches » constituées de movies plastiques flexibles remplis d’huiles et recouverts de plastiques conducteurs.

Lorsqu’elle est soumise à une stimulation électrique, l. a. membrane déplace le liquide et contracte l. a. poche, à l. a. manière d’un muscle biologique. Ce système pourrait être utilisé pour construire des muscle tissues artificiels pour des robots, des optiques réglables ou des surfaces tactiles. Cependant, à ce jour, l’software d’une stimulation électrique proceed ne permet que des contractions musculaires à courtroom terme, ce qui pose des limites majeures aux packages pratiques.

Le chercheur Ion Dan Serbo de l. a. Scuola Superiore Sant’Anna, ancien doctorant à l’Université de Trente sous l. a. course de Giacomo Moretti et Marco Fontana, a commencé à étudier ce phénomène lors d’une période de recherche à l’Université Johannes Kepler de Linz.

En collaboration avec le groupe de recherche autrichien, Ion-Dan Sîrbu a développé un système permettant de mesurer précisément l. a. puissance de ces moteurs.

“Lors de mes recherches sur les compositions de matériaux courants, j’ai également expérimenté un movie plastique que mon collègue doctorant David Berenger avait utilisé dans ses travaux sur les muscle tissues artificiels biodégradables”, explique Ion-Dan Serbo. “Une fois, nous avons remarqué que ce matériau pouvait maintenir une power constante pendant des périodes extrêmement longues”, explique Ion-Dan Serbo. De manière arbitraire, nous avons réalisé que nous avions fait une découverte importante. ”

Depuis, l’équipe a travaillé sur un modèle théorique et mené une caractérisation approfondie des matériaux. Il est devenu évident que les principaux résultats expérimentaux peuvent être décrits avec précision à l’aide de modèles simples.

“Los angeles beauté de notre modèle réside dans sa simplicité et dans le fait qu’il ne se limite pas aux moteurs existants”, déclare le co-premier auteur David Berenger. “Nous pensons que nos résultats fourniront à l. a. communauté scientifique un outil easy mais puissant pour concevoir et explorer de nouveaux systèmes. .» de l’article et doctorant au Département de body des matériaux mous de l’Université Johannes Kepler, décrivant l. a. recherche récemment publiée dans Electronique naturelle.

Le professeur Kaltenbrunner ajoute : “Ce qui est intéressant, c’est que non seulement nous avons rendu cette technologie plus fonctionnelle, mais que notre étude nous permet d’identifier des combinaisons de matériaux qui conduisent à des réductions de consommation d’énergie pouvant aller jusqu’à des milliers de fois.”

En utilisant des combinaisons de matériaux spécifiques, les scientifiques ont développé et exploité avec succès divers varieties de muscle tissues artificiels, d’optiques à gradient variable et d’écrans tactiles.

Le professeur Fontana affirme que « l. a. compréhension des mécanismes fondamentaux derrière les actionneurs souples, tels qu’identifiés par cette étude, pourrait permettre de faire un grand pas en avant dans le domaine des dispositifs d’help, des machines automatiques et de l. a. robotique cell pour l’exploration terrestre, marine et spatiale. » les secteurs recherchent des answers peu coûteuses et performantes, qui doivent également être capables de garantir une faible consommation et des affects environnementaux pour l. a. durabilité.