فیلم بیشتر »»
کد خبر ۱۱۰۵۰۲۹
تاریخ انتشار: ۱۲:۱۷ - ۲۷-۰۷-۱۴۰۴
کد ۱۱۰۵۰۲۹
انتشار: ۱۲:۱۷ - ۲۷-۰۷-۱۴۰۴

سبک‌تر از پر و قوی‌تر از فولاد / عضله‌ای که تا ۴۰۰۰ برابر وزن خودش را بلند می‌کند

سبک‌تر از پر و قوی‌تر از فولاد / عضله‌ای که تا ۴۰۰۰ برابر وزن خودش را بلند می‌کند
پژوهشگران مؤسسه ملی علم و فناوری اولسان کره جنوبی، در اقدامی نوآورانه موفق به ساخت نوعی عضله مصنوعی شده‌اند که قادر است حالت مکانیکی خود را تغییر دهد. بدین معنی که این عضله قادر است تا از حالت نرم و انعطاف‌پذیر به حالت سخت و مقاوم تغییر فرم دهد. مثل یک لاستیک که می‌تواند به فولاد تبدیل شود.

این عضله مصنوعی علاوه بر نسبت استثنایی قدرت به وزن و انعطاف، بازده انرژی خیلی بالایی دارد و دامنه انقباض آن ۸۶.۴ درصد، یعنی بیش از دو برابر دامنه انقباض عضلات انسانی است.

به گزارش خبرآنلاین، پژوهشگران مؤسسه ملی علم و فناوری اولسان کره جنوبی، در اقدامی نوآورانه موفق به ساخت نوعی عضله مصنوعی شده‌اند که قادر است حالت مکانیکی خود را تغییر دهد. بدین معنی که این عضله قادر است تا از حالت نرم و انعطاف‌پذیر به حالت سخت و مقاوم تغییر فرم دهد. مثل یک لاستیک که می‌تواند به فولاد تبدیل شود.

غلبه بر محدودیت‌های کلیدی

مواد مورداستفاده برای ساخت این عضله مصنوعی از فناوری‌های کلیدی برای ربات‌های نرم و تجهیزات پوشیدنی هستند و امکان تعامل و چابکی شبیه به عضلات انسان را فراهم می‌کنند. تا پیش‌ازاین، استفاده گسترده از عضلات مصنوعی نرم با چالش بزرگی روبه‌رو بود: تضاد بین انعطاف‌پذیری و قدرت؛ یعنی این عضلات مصنوعی معمولاً در یک حوزه برتری دارند اما در حوزه‌های دیگری ضعیف عمل می‌کنند. مثلاً عضله‌ای که انعطاف بالایی دارد، عموما توان کافی برای بلند کردن اجسام را نخواهد داشت و از سوی دیگر، یک عضله قوی، نرمی لازم برای انجام حرکات تطبیقی را ندارد.

عضله‌ای که تا ۴۰۰۰ برابر وزن خودش را بلند می‌کند

حالا تیم پروفسور "هون اوی" با ساخت عضله‌ای به وزن تنها ۱.۲۵ گرم موفق شده تا این مانع را از پیش رو بردارد. طراحی این عضله ترکیبی به نحوی است که هنگام تحمل بار، سفت شده و استحکام ساختاری پیدا می‌کند و در هنگام انقباض، نرم می‌شود تا انعطاف لازم را داشته باشد.

نوآوری در ساختار

هسته اصلی این پیشرفت، شبکه دوگانه‌ای از پلیمرهای پیوندی است. در این شبکه، پیوندهای شیمیایی کوالانسی مسئولیت استحکام ساختاری را بر عهده‌دارند و درعین‌حال، تعاملات فیزیکی (که توسط محرک‌های حرارتی شکل‌گرفته و شکسته می‌شوند) باعث ایجاد میزان بالایی از انعطاف‌پذیری می‌شوند.

درعین‌حال، ذرات مغناطیسی میکروسکوپی با پوشش سطحی درون این ماده جایگذاری شده‌اند تا امکان کنترل حرکت عضله با میدان‌های مغناطیسی خارجی فراهم شود. این قابلیت در آزمایش‌هایی با بلند کردن اجسام از طریق تحریک مغناطیسی نمایش داده شده است.

توانایی استثنایی در تحمل وزن

این عضله مصنوعی در حالت سفت شده‌اش می‌تواند تا ۵ کیلوگرم، یعنی حدود ۴۰۰۰ برابر وزن خودش را تحمل کند و در حالت نرم تا ۱۲ برابر طول اولیه خود کشیده می‌شود. پروفسور جونگ، از نویسندگان این پژوهش دراین‌باره توضیح داد: «این تحقیق محدودیت اساسی عضله‌های مصنوعی سنتی را که یا خیلی کشسان ولی ضعیف هستند و یا قوی و خشک، از میان برداشته است. عضله مصنوعی ما می‌تواند هر دو ویژگی را در خود داشته باشد و راه را برای ربات‌های نرم پیشرفته، تجهیزات پوشیدنی هوشمند و واسط‌های انسان‌ـ‌ماشین شهودی‌تر باز خواهد کرد.»

عضله‌ای که تا ۴۰۰۰ برابر وزن خودش را بلند می‌کند

این عضله مصنوعی علاوه بر نسبت استثنایی قدرت به وزن و انعطاف، بازده انرژی خیلی بالایی دارد و دامنه انقباض آن ۸۶.۴ درصد، یعنی بیش از دو برابر دامنه انقباض عضلات انسانی است.

تراکم کاری این عضله مصنوعی حدود ۱, ۱۵۰ کیلوژول بر مترمکعب، یعنی ۳۰ برابر بافت عضلانی انسان است.

پروفسور جونگ ادامه داد: «تراکم کاری نشان می‌دهد که عضله در هر حجم مشخص قادر است تا چه میزانی انرژی ارائه کند؛ این نکته با در نظر داشتن اینکه دستیابی هم‌زمان به مقادیر بالا و کشسانی زیاد، همیشه یکی از چالش‌های اساسی در این مسیر بوده، واقعاً مهم خواهد بود.»

این پیشرفت در حوزه‌هایی مثل پروتزهای پیشرفته، ربات‌های نرم چابک برای محیط‌های پیچیده و حتی تجهیزات پوشیدنی هوشمند که با حرکات و نیازهای کاربر سازگار می‌شوند، به‌منزله تحول بزرگی خواهد بود.

منبع: interestingengineering

برچسب ها: فولاد ، عضله ، عضله مصنوعی
ارسال به دوستان
captcha
پشت پرده جدایی ساپینتو از استقلال؛ روایت جنجالی سرمربی پرتغالی رئیس‌جمهور ایرلند خطاب به ترامپ: عادی‌سازی جنگ قابل‌قبول نیست تداوم حملات هوایی اسرائیل به خاک لبنان بازار اجاره خودرو؛ از پژو ۲۰۷ روزی ۳ میلیون تا پورشه ۳۵ میلیونی بازداشت عامل ترور شهید «کاک‌درویشی» در پیرانشهر اللهیار صیادمنش گل زد، اما تعویضش ورق بازی را به سود گورنیک برگرداند تصادف زنجیره‌ای در محور یاسوج-اصفهان ۶ کشته و ۴ مصدوم برجا گذاشت هشدار زلنسکی درباره کمبود موشک‌های پاتریوت وحید هاشمیان همچنان ناراضی است؛ چرا پرسپولیسی‌ها از جدایی او راضی بودند؟ CLK 63 AMG Black Series؛ مرسدسی که یک هیولای پنهان دارد! (+عکس) شکایت ۵۰۰ میلیاردی اسپانسر سابق پرسپولیس و استقلال رد شد قانون جدید فوتبال هلند؛ یک پرتاب مواد آتش‌زا و پایان فوری مسابقه تیم ملی ایران دوباره به مصاف ازبکستان و روسیه می‌رود حوثی‌ها در باب‌المندب؛ تهدید کشتیرانی و صادرات نفت عربستان حملات جنگنده های عربستان به یمن: هر ۲۲ دقیقه یک بار!