Роботы получат мощные искусственные мышцы с гидравлическим приводом

Искусственная мышца в виде резиновых трубок получается чрезвычайно мощный и легкой, хорошо противостоит ударам и вибрации, что позволило создать к настоящему времени наиболее компактных и энергоэффективных жестких роботов. Исследователи ожидают появления в ближайшем будущем небольших, легких и в тоже время мощных бытовых роботов.

В рамках проекта Impact Tough Robotics Challenge специалисты стремятся создать мощных роботов для спасения людей и обеспечения безопасности в экстремальных условиях, как после последнего мощного землетрясения в Японии. При использовании в чрезвычайных ситуациях у сегодняшних роботов возникает ряд проблем.

В этой программе для того, чтобы создать отличающихся высокой степенью мобильности выносливых и мощных роботов, которые могут быть использованы для аварийных работ, исследователи разрабатывают для них «мощные гидроприводы» - они являются одним из ключевых компонентов. Многие сегодняшние роботы приводятся в движение электродвигателями, которые часто используются для потребительских товаров, но имеют проблемы, связанные с их конструкцией. Во-первых, это низкое соотношение между мощностью и весом (рассчитывается путем деления создаваемого усилия на вес привода). Во-вторых, такие роботы имеют низкую устойчивость к внешним воздействия и вибрации. И, в-третьих, трудно добиться высокой выходной мощности и при этом выполнять мягкие движения в соответствии с ситуацией.

Для решения этих проблем Токийский институт технологий и компания Bridgestone направили усилия на создание мышц, подобных человеческим, но отличающихся высокой мощностью и одновременно способных к гибкому перемещению при соответствующих работах. Начиная с 2014 года исследователи сотрудничают в изучении и разработке искусственных мышц, превосходящих по мощности возможности человека, и при этом пытаясь воспроизвести человеческую пластичность. Эти искусственные мышцы состоят из резиновых трубок и высокопрочных волокон, приводятся в действие гидравлическим давлением. Использование таких материалов позволяет добиться плавного движения, а гидравлический привод обеспечивает высокое соотношение между развиваемым усилием и весом, высокая ударная и вибрационная стойкость, мягкие движения подходят для выполнения заданной работы.

Новые мышцы являются конструктивным вариантом известных мышц McKibben. Они состоят из резиновой трубки, окруженной плетеным рукавом (множество волокон сплетается в цилиндрическую форму). Если ранее разработанные искусственные мышцы типа McKibben работают при давлении воздуха от 0,3 до 0,6 МПа, то новые искусственные мышцы могут быть использованы при гидравлическом давлении до 5 МПа.

Исследователи продолжат совершенствовать мощных роботов с искусственными мышцами для использования в службах безопасности и защиты. Кроме того, они намерены добиться высокой производительности и эффективности искусственных мышц для роботов бытового назначения.