Компания Samsung Electronics в сотрудничестве с Университетом Аджоу разработала многофункциональный искусственный мышечный привод нового поколения. Чрезвычайно лёгкая и компактная «мышца» способна поднять вес в 800 раз больше собственного. При этом мышца сама является датчиком, что позволяет легко интегрировать её в цифровые системы управления от носимых устройств до робототехники.
Конструктивно искусственный мышечный привод compliant amplified SMA actuator (CASA) представляет собой составную дугообразную металлическую пружину с проволокой из металла с запоминанием формы (SMA). Под воздействием приложенного напряжения провод сжимается и приводит пружину в движение. Это усилие передаётся на рабочую нагрузку. Например, привод весом 0,22 г может поднять груз весом 176 г, что в 800 раз больше веса самого привода. Сделав мышцы больше и мощнее, привод сможет поднимать десятки и сотни килограммов груза, что найдёт применение в экзоскелетах и в робототехнике.
В Samsung подчёркивают, что для компании было целью разработать мышечный привод с высочайшим соотношением силы к массе привода. Значительным бонусом стало то, что провод — искусственная мышца — сам стал точнейшим датчиком сжатия и растяжения. О силе сжатия или растяжения свидетельствует электрическое сопротивление провода (мышцы), а это простой путь к управлению мышцами и решение для обратной тактильной связи с оператором.
Разработчики Samsung нашли два практических применения своей разработке. Во-первых, искусственный мышечный привод использован для наведения фокуса в очках дополненной реальности. Во-вторых, привод задействован в перчатках для создания тактильных ощущений в виртуальной или дополненной реальности. В очках привод регулирует расстояние между дисплеем и оптикой, обеспечивая естественную для глаза фокусировку на ближние или дальние объекты, в зависимости от внимания, а в перчатках создаёт эффект давления на кожу. Новые датчики такие маленькие и такие сильные, что эффект хвата создаётся близкий к реальным ощущениям.
Добавим, посвящённая работе статья вышла в самом престижном научном журнале Nature Communications и свободно доступна по ссылке.