Создан гибкий насос для «мягкой» робототехники, облегчающий создание искусственных мышц

Исследователи из швейцарской Федеральной политехнической школы в Лозанне разработали гибкий и растягивающийся насос для "мягкой" робототехники. "Мягкие" роботы (soft robots) - одно из направлений робототехники, где рассматриваются роботы, выполненные из различных мягких материалов, способных менять свою форму. Идеи разработчики зачастую черпают из живой природы, ряд разработок строятся на бионических принципах.

Появление технологии, описание которой приводится в последнем журнале Nature, означает, что мягким роботам больше не нужно привязываться к жестким и громоздким насосам, что обеспечивает большую универсальность при разработке мягких медицинских устройств, таких как искусственные мышцы и вспомогательные носимые устройства.

"Мягкие" роботы обладают значительными преимуществами в медицинских устройствах, так как они могут более безопасно взаимодействовать с тканями человека, не причиняя им вреда. Возможности варьируются от мягких вспомогательных устройств для помощи людям с нарушениями подвижности до искусственных мышц и хирургических устройств.

Как правило, приводы (актуаторы) таких роботов работают за счет того, что насос нагнетает жидкость или воздух в части робота, чтобы заставить их двигаться определенным образом. Однако, существующие насосы жесткие и громоздкие, кроме того, они привязаны к роботу трубками, и такие роботы ограничены в том, где и как они могут перемещаться.

Швейцарские исследователи разработали полностью мягкий насос, что означает, что это устройство может быть встроенным компонентом в "мягком" роботе. Новый насос является гибким и растяжимым, весит всего 1 грамм, содержит мягкие электроды и потребляет очень мало энергии.

Источником вдохновения для разработки конструкции насоса послужил метод циркуляции охлаждающей жидкости внутри суперкомпьютеров. В центре насоса канал диаметром 1 мм содержит многочисленные печатные электроды, которые погружены в диэлектрическую жидкость. При подаче напряжения на электроды жидкость протягивается через насос.

Подобные гибкие насосы могут быть непосредственно интегрированы в "мягкие" роботы, что означает, что при наличии бортового источника питания они могут быть любого размера.  Как сказал Герберт Ши - один из исследователей, принимавший участие в разработке,

Если мы хотим задействовать более крупных роботов, мы соединяем несколько насосов вместе. Мы считаем, что это изменение парадигмы в области мягкой робототехники.

В настоящее время швейцарские ученые работают с японской исследовательской группой над интеграцией насоса в гибкие искусственные мышцы и мягкие экзоскелеты.