Американские и китайские инженеры разработали программируемый мягкий манипулятор с актуаторами из скрученных и свернутых нейлоновых нитей. Инженеры усовершенствовали уже существующую технологию изготовления таких актуаторов и теперь для их работы не требуется предварительного натяжения.

Кроме того, новые актуаторы дешевы в производстве, управляются с помощью электричества и могут применяться для приведения в движение автономных мягких роботов, говорится в работе, опубликованной в журнале Soft Robotics.

Мягкие роботы хорошо подходят для использования в сферах, где требуются гибкость и безопасность взаимодействия с окружением или человеком, например, в медицине. Для того, чтобы подобные роботы смогли полностью реализовать свои преимущества, им нужны соответствующие мягкие актуаторы — механизмы, отвечающие за движение роботов и их частей.

На сегодняшний день существует множество конструкций актуаторов, основанных на различных принципах, от традиционных электрических, пневматических и гидравлических до более экзотических вариантов, например, использующих для работы фазовый переход жидкость-газ.

Один из перспективных вариантов — скрученные и свернутые в спираль полимерные волокна, которые сокращаются при приложении к ним небольшого напряжения в несколько вольт. Искусственные мышцы, основанные на этом типе актуаторов дешевы в производстве, могут сокращаться на 49 процентов и поднимать вес почти в 100 раз превосходящий их собственный, а также «ощущать» свою деформацию через изменение электрических свойств волокон (например, сопротивление).

Один из недостатков ранее создававшихся актуаторов такого типа заключался в необходимости их предварительной нагрузки, так как свернутое в спираль волокно должно быть немного растянутым, чтобы сокращаться. Это существенно ограничивало их применимость для мягких роботов из-за возникающих при этом деформаций.

Инженеры из Университета штата Колорадо и Харбинского института технологий под руководством Цзяньго Чжао (Jianguo Zhao) усовершенствовали технологию производства скрученных и свернутых актуаторов, исключив необходимость в их дополнительной нагрузке.