Открытые новые свойства паутины позволяют сделать настоящий прорыв в робототехнике.
Институт технологии Массачусетса (MIT) преподнёс новое интересное открытие, благодаря которому можно создавать искусственные мышцы на основе паучьего шёлка. Имея славу одного из прочнейших материалов, паучий шёлк обладает ещё одним необычным свойством, которое может привести к появлению новых видов искусственных мышц или роботизированных приводов. Исследователи обнаружили, что эластичные волокна очень сильно реагируют на изменения влажности. Выше определённого уровня относительной влажности воздуха они внезапно сжимаются и закручиваются, прилагая достаточное усилие, чтобы потенциально конкурировать с другими материалами, которые исследуются в качестве исполнительных механизмов - устройств, которые перемещаются для выполнения некоторой деятельности, такой как управление клапаном. Об этих результатах сообщается 2 марта в статье профессора Маркуса Бюлера, вместе с доктором Анной Таракановой и студентом Клэр Хсу в MIT.
Исследователи недавно обнаружили свойство паучьего шёлка, называемое суперсжиманием, при котором тонкие волокна могут внезапно сжиматься в ответ на изменения влажности. Новый вывод заключается в том, что нити не только сжимаются, но и скручиваются одновременно, создавая сильную скручивающую силу. «Это потрясающее открытие для робототехники», - говорит Бюлер. Открытие было сделано случайно. Учёные хотели изучить влияние влажности на шёлк. Для этого они подвешивали груз на шёлке для создания своего рода маятника и помещали его в камеру, где они могли контролировать относительную влажность внутри. С увеличением влажности, маятник начал вращаться. «Это было вне наших ожиданий. Это действительно шокировало меня», - говорит Анна Тараканова.
Команда протестировала ряд других материалов, в том числе человеческие волосы, но не обнаружила такие свойства у них. Тараканова сразу смекнула, что это свойство можно использовать для создания искусственных мышц. С точки зрения робототехники, как говорит Бюлер, это новый способ управления определёнными типами датчиков или подвижных устройств. «Управление влажностью позволит обеспечить новый уровень точности управления искусственными конечностями».
Паучий шёлк уже известен своим исключительным соотношением прочности и веса, своей гибкостью и упругостью. Ряд команд по всему миру работают над тем, чтобы воспроизвести эти свойства в синтетической версии волокон на белковой основе. Стоит подметить, что учёные всё чаще стали обращаться к природе в поисках новых технологических решений. Так, например, другая команда учёных во всю трудится над разработкой экзокостюма на основе панциря и мягкой мембраны лобстера.
