Deze kunstmatige spier kan 4000 keer zijn eigen gewicht dragen en 12 keer zijn lengte uitrekken

Een onderzoeksteam - onder leiding van professor Hoon Eui Jeong van UNIST - heeft een nieuw type zachte kunstmatige spier ontwikkeld die naadloos van zacht en flexibel naar stijf en sterk kan gaan, waarmee een belangrijke afweging die de mogelijkheden van zachte robotica tot nu toe heeft beperkt, wordt overwonnen. Deze opmerkelijke spier - beschreven in het tijdschrift Advanced Functional Materials - heeft een hoge werkdichtheid. Een monster van 1,25 gram was in staat om 4000 keer zijn gewicht te ondersteunen in de starre toestand en 12 keer zijn lengte uit te rekken in de flexibele toestand.

De nieuwe actuator is ontworpen om een fundamentele uitdaging in de zachte robotica op te lossen - kunstmatige spieren zijn meestal ofwel zeer flexibel maar zwak of sterk maar stijf. Het UNIST-team bereikte beide door een "dubbel vernet" polymeernetwerk te ontwikkelen. Dit ontwerp combineert sterke, permanente covalente bindingen voor mechanische integriteit met dynamische fysieke interacties die gevormd en verbroken kunnen worden met thermische prikkels om flexibiliteit te bieden.

De wetenschappers hebben ook magnetische microdeeltjes in het polymeer ingebed, waardoor de beweging van de spier nauwkeurig kan worden gecontroleerd met behulp van een extern magnetisch veld. Door dit dubbel reagerende ontwerp kan het materiaal een breed stijfheidsbereik vertonen - van 0,213 MPa tot 292 MPa.

Tijdens het samentrekken bereikt de spier een activeringsspanning van meer dan 86,4% en een werkdichtheid van 1.150 ^kJ/m3, een indrukwekkend hoge waarde voor een zachte kunstmatige spier en ongeveer 30 keer die van menselijk spierweefsel. Als het nieuwe polymeer met succes ontwikkeld en geïntegreerd wordt, zouden we veel sterkere en flexibele humanoïde robots kunnen zien.