Искусственные мышцы, активируемые светом, будут работать быстрее человеческих

В Массачусетском технологическом институте разрабатывают новый тип супергибких синтетических мышц, которые по своим качествам не только сравнятся с человеческими, но и превзойдут их. Оснащненные такими мышцами роботы станут более подвижными, маневренными и более похожими на человека.

Ученые уже давно работают над созданием различных типов искусственных мышц, однако по своим качествам они еще далеки от совершенства. Сегодня в роботах используются электрические и пневматические приводы, а одна из последних разработок мышц изготовлена из полимера. Ожидается, что новейшие разработки и эксперименты в этой области позволят изготавливать менее громоздкие и значительно более быстрые экземпляры.

В качестве материала ученые МТИ используют токопроводящие сопряженные полимеры, которые, будучи предварительно погруженными в специальный гель, начинают сокращаться при прохождении по ним электрического тока. Несмотря на то, что искуственные мышцы могут быть сильнее человеческих, скорость их реакции остается невысокой - требуется время на диффущию заряженных ионов с материалом. Ученым уже известно, что сокращение искусственных мышц зависит от солитонов - небольших участков в ионной цепочке электропроводящего полимера, которая передает заряд по всей длине вещества. Тем не менее, действие этого механизма детально еще не было изучено.

Профессор Сидней Йип уверен, что нашел способ ускорения работы искусственных мышц в десятки раз. Применение математических расчетов показало, каким образом солитоны воздействуют на полимер, и оказалось, что ионы добавлять к полимеру совсем необязательно. Вместо этого, если направить свет определенной частоты на электропроводную полимерную цепь, можно сформировать солитон и управлять его перемещением вдоль цепи. Таким образом, не отягощенные весом ионов полимеры приобретут большую гибкость и способность сгибаться и разгибаться гораздо быстрее.

Искусственные мышцы потенциально смогут использоваться как в человекоподобных роботов, так и для замены настоящих мышц в поврежденных конечностях людей.