لباس روباتیک با ماهیچه های مصنوعی راه رفتن را آسان کرد
به گزارش بست روید، محققان چینی از یک اگزواسکلتون روباتیک رونمایی کرده اند که به جای موتورهای معمول با ماهیچه های مصنوعی نرم کار می کند.
به گزارش بست روید به نقل از فیز، محققان نوعی اگزواسکلتون سبک وزن مجهز به «ماهیچه های مصنوعی نرم» توسعه داده اند که می تواند راه رفتن را برای سالمندان، بیماران درحال توان بخشی و حتی کارگران کارخانه ها آسان تر کند.
اگزواسکلتون های رایج معمولا از موتورهای سنگین، گیربکس ها و پمپ های بادی پرسروصدا استفاده می نمایند که علاوه بر افزایش وزن دستگاه، دامنه حرکات طبیعی کاربر را هم محدود می سازند. در مقابل، ماهیچه های مصنوعی جدید از رشته های نازک و منعطف لاستیکی تولید شده اند که عملکردی نزدیک تر به ماهیچه های انسان دارند و با این وجود بسیار سبک تر هستند؛ خصوصیت ای که آزادی حرکت بیشتری برای کاربر فراهم می آورد.
«وی یو» از دانشگاه فناوری هِبی در شهر تیانجین چین و همکارانش برای ساخت این ماهیچه های مصنوعی از ماده ای لاستیک مانند معروف به دی الکتریک الاستومر استفاده کردند؛ ماده ای که در جواب میدان الکتریکی تغییر شکل می دهد.
نمونه های پیشینِ تولید شده از این ماده، قدرت کافی برای مساعدت با بلند کردن پای انسان هنگام راه رفتن را نداشتند و به علت ابعاد بزرگ و حجیم، به سادگی با بدن کاربر سازگار نمی شدند.
برای رفع این مشکل، محققان ساختار مولکولی جدیدی برای این لاستیک طراحی کردند که هم قدرت آن را زیاد می کند و هم امکان تولید آن به شکل رشته های بسیار نازک را فراهم می آورد. سپس این رشته ها را به شکل دسته هایی در کنار هم قرار دادند تا ساختاری مشابه ماهیچه های حقیقی ایجاد شود؛ جایی که تعداد زیادی فیبر کوچک با همکاری یکدیگر نیروی بیشتری تولید می کنند.
در مرحله بعد، تیم تحقیقاتی یک اگزواسکلتون سبک وزن ویژه لگن ساخت که در هر طرف آن یک دسته از این فیبرهای عضله مانند تعبیه شده و انرژی مورد نیاز آن هم از راه یک بسته باتری کوچک تأمین می شود.
این سامانه روی شش داوطلب سالم آزمایش شد. شرکت کنندگان در صورتیکه اگزواسکلتون را به تن داشتند، روی تردمیل راه رفتند. محققان برای ارزیابی عملکرد دستگاه، میزان مصرف اکسیژن و فعالیت ماهیچه های آنان را با استفاده از حسگرها اندازه گیری کردند.
نتایج نشان داد زمانیکه اگزواسکلتون فعال بود، داوطلبان بطور میانگین ۱۳.۹ درصد انرژی کمتری نسبت به راه رفتن بدون آن مصرف کردند؛ موضوعی که نشان داده است آنها با صرف انرژی و فشار عضلانی کمتری راه می رفتند. داده های ثبت شده توسط حسگرها هم این یافته را تأیید کرد.
خلاصه اینکه سپس این رشته ها را به صورت دسته هایی در کنار هم قرار دادند تا ساختاری مشابه ماهیچه های حقیقی ایجاد شود؛ جایی که تعداد زیادی فیبر کوچک با همکاری یکدیگر نیروی بیشتری تولید می کنند. در مرحله بعد، تیم تحقیقاتی یک اگزواسکلتون سبک وزن ویژه لگن ساخت که در هر طرف آن یک دسته از این فیبرهای عضله مانند تعبیه شده و انرژی مورد نیاز آن هم از راه یک بسته باتری کوچک تامین می شود. این سیستم روی شش داوطلب سالم آزمایش شد. پژوهشگران برای ارزیابی عملکرد دستگاه، میزان مصرف اکسیژن و فعالیت ماهیچه های آنان را با استفاده از حسگرها اندازه گیری کردند. نتایج نشان داد زمانیکه اگزواسکلتون فعال بود، داوطلبان به طور میانگین ۱۳.۹ درصد انرژی کمتری نسبت به راه رفتن بدون آن مصرف کردند؛ موضوعی که نشان داده است آنها با صرف انرژی و فشار عضلانی کمتری راه می رفتند.
منبع: بست روید
این مطلب بست روید چطور بود؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات کاربران در مورد این مطلب بست روید
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید