تاندون جدید حرکت روبات‌ها را متحول می‌کند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان ام آی تی در این دستاورد که تصورات درباره چگونگی حرکت ماشین‌ها به وسیله بافت‌های زنده را تغییر می‌دهد، تاندون‌های مصنوعی از هیدروژل های محکم و انعطاف پذیر ساختند. این اتصال دهنده‌های مشابه کش لاستیکی به طور قابل توجهی سرعت، قدرت و ماندگاری روبات‌هایی که با ماهیچه فعال می‌شوند را بهبود می‌بخشند.

روبات‌های بیوهیبریدی ماشین‌هایی هستند از بافت زنده ماهیچه‌ها و همچنین قطعات مصنوعی ساخته شده اند اما به دلیل مقدار نیرویی که قطعات زیستی شأن می‌توانند ارائه دهند، دچار محدودیت‌هایی هستند.

اما سیستم جدید ماهیچه- تاندون محققان ام آی تی با چسباندن ماهیچه به اسکلت به طور کارآمدتر این معادله را تغییر می‌دهد. طبق اطلاعات به دست آمده این پنجه روباتیک تقویت‌شده با تاندون، سه برابر سریع‌تر و با ۳۰ برابر نیروی بیشتر از پنجه روباتیکی که تنها توسط عضله نیرو می‌گیرد، حرکت می‌کند.

محققان به رهبری ریتو رامان استادیار مهندسی مکانیک در ام آی تی طراحی ماژولاری توسعه داده اند که ماهیچه‌های توسعه یافته در آزمایشگاه را با استفاده از تاندون‌های هیدروژلی به اسکلت روباتیک متصل می‌کند.

رامان دراین باره می‌گوید: ما تاندون‌های مصنوعی را به عنوان اتصال دهنده‌های قابل تعویض بین محرک‌های عضلانی و اسکلت‌های رباتیک ارائه کردیم. چنین ماژول بندی طراحی طیف وسیعی از کاربردهای روباتیک را آسان‌تر می‌کند.

هنگامیکه ماهیچه در شبیه سازی ها منقبض شد، تاندون‌های هیدروژلی نیرویی بسیار قدرتمندتر از بافت ماهیچه به تنهایی وارد کردند. این امر سبب شد پنجه روباتیک با کارآمدی بی سابقه‌ای عمل کند. همچنین ابزار توانست بدون کاهش سطح عملکرد این فعالیت را بیش از هفت هزار بار تکرار کند.

در کل افزوده شدن تاندون‌های مصنوعی نسبت قدرت به وزن سیستم را تا ۱۱ بار بهبود بخشید. این بدان معناست که ماهیچه کمتری برای دستیابی به بازده بالاتر نیاز است. به گفته رامان در این حالت فقط به یک تکه کوچک محرک نیاز است که به طور هوشمند به اسکلت متصل است.

این تاندون‌ها با عملکرد به عنوان یک پل زیست مکانیکی که به اندازه کافی برای ماهیچه نرم و به اندازه کافی برای قطعات سخت قدرتمند است، مشکلات پاره شدن و جدا شدن در طراحی‌های پیشین را برطرف می‌کنند.