Шведські інженери розробили систему електроактивних “текстильних м’язів”, яка перетворює тканину одягу в штучну мускулатуру. Подібна технологія могла б привести до створення нових видів м’яких екзоскелетів, необхідних для працівників, які займаються важкою фізичною працею, і людей з обмеженими можливостями.
У новому дослідженні вчені використовували легкі і гнучкі тканини і розробили матеріал, який назвали “текстильними м’язами”. Система працює наступним чином: легку тканину покривають електроактивним матеріалом. Процес схожий на нанесення фарби. Саме в цьому спеціальному покритті і виникає “сила” текстильного м’яза.
Невелика електрична напруга, що подається через тканину, призводить до того, що електроактивний матеріал змінює об’єм — нитки або волокна збільшуються в довжину. Властивості текстильного матеріалу визначаються його тканою або трикотажною структурою. Дослідники можуть використовувати цю технологію в залежності від того, як “покращений” текстиль буде використовуватися.
Робота системи за своєю суттю схожа на механічну дію наших власних м’язів, відзначають вчені.
До речі, раніше подібні м’які екзокостюми вже виготовлялися, але шведи мають намір використовувати для своїх розробок тканини масового виробництва – звичайні тканини з бавовни або синтетичні матеріали, які використовуються для виготовлення одягу в усьому світі.
У багатьох людей може відразу виникнути питання: якщо м’язи людини, грубо кажучи, кріпляться до кісток, то на чому будуть триматися “текстильні м’язи”? Треба їх буде натягувати на якусь жорстку структуру або каркас?
“І дійсно є необхідність якось прикріплювати такі приводи до тіла, — каже ад’юнкт-професор Лінчепінгського університету Едвін Ягер (Edwin Jager). – Це може бути пружний супорт зі щільної тканини, схожий на ті, що сьогодні використовуються для підтримки травмованих суглобів”. Їх можна легко придбати, наприклад, в спортивних магазинах.
Ягер і його колеги зараз вивчають, чи можна штучні м’язи використовувати з застібками-липучками, які будуть обертатися навколо руки або ноги.
Дослідники показали, що “текстильні м’язи” можуть бути використані в простих роботизованих пристроях, здатних піднімати невелику вагу. Вони також демонструють, що ця технологія дозволяє відкривати нові можливості в розробці і виробництві пристроїв, відомих як приводи. Останні можуть працювати подібно двигунам і біологічним м’язам.
“У перспективі наш підхід зробить можливим виготовлення простих і, сподіваюся, недорогих приводів з використанням вже існуючих технологій текстильного виробництва. Але що найцікавіше – технологія може відкрити абсолютно нові застосування в майбутньому, такі як інтеграція текстильних м’язів в предмети одягу”, — міркує Ягер.
Відзначається, що за останні роки розвиток технологій у галузі робототехніки та протезування (тих же екзоскелетів) стрімко розвивається. Наприклад, вони допомагають пацієнтам з обмеженою рухливістю ніг або паралізованим людям.
“Величезних і дійсно вражаючих успіхів було досягнуто в розвитку екзоскелетів, які дозволяють людям з обмеженими можливостями знову почати ходити. Але існуючі технології являють собою тверді роботизовані костюми. Наша ж мета – створити такі екзоскелети, які б були схожі на предмети одягу. Наприклад, на бігове трико, яке можна носити під звичайною одягом”, — говорить Ягер.
На думку вчених, такі пристрої полегшили б життя людям похилого віку та людям з обмеженими фізичними можливостями.