Построен мотор на искусственных мускулах

Учёные отрабатывают линейные приводы на искусственных мышцах много лет, но заставить такие устройства совершать вращательные движения оказалось непросто. Исследователи из лаборатории биомиметики института биоинженерии Окленда (Biomimetics Laboratory) испытали две такие конструкции.

Первый мотор основан на принципе планетарной передачи. Его внешняя шестерня связана с тремя искусственными мышцами. Она не вращается, но совершает планетарное движение. Благодаря этому движению внешнее зубчатое колесо сцепляется с внутренней шестерёнкой, сидящей вместе с валом на подшипнике, и заставляет её крутиться.

Во втором образце мышечного мотора учёные смогли совсем отказаться от жёстких подвижных элементов и даже подшипников. Авторы устройства поместили в центре нескольких лепестков-мышц эластичную резиновую шестерню. Переключение напряжения между разными лепестками заставило ее принять эллиптическую форму, причём главная ось этого эллипса постоянно разворачивалась по кругу. Это движение раскручивало вал, вставленный внутрь гибкой шестерни.

Второй набор мышц-лепестков помог окончательно удерживать вал. Этот прорыв сделал подшипники ненужными, что позволило расширить степени свободы. В последнем моторе вал не только вращается, но и может наклоняться или смещаться из стороны в сторону.

Цель лаборатории — создание мягких машин, полностью лишённых твёрдых частей. Такие устройства обладали бы рядом преимуществ перед классическими, пишет PhysOrg.com.

«Они лёгкие. Их гибкость уменьшает шанс поломки. Кроме того, живое — в основном мягкое. Если мы хотим создать интерфейс с живыми существами, имеет смысл сделать его мягким», — считает руководитель группы Иэйн Андерсон (Iain A. Anderson).

Искусственные мышцы, созданные в Окленде, основаны на эластомере-диэлектрике, покрытом слоем проводящей смазки на основе углерода. Когда на эти гибкие электроды подаётся высокое напряжение, в двух проводящих слоях накапливаются противоположные заряды. Они притягиваются друг к другу, заставляя мембрану сжиматься по толщине и растягиваться вширь.