Vědci z Donghua University v Číně a Jülich Center for Neutron Science (JCNS) v Německu nedávno
V posledních letech robotika z celého světase snaží vytvořit umělé systémy, které připomínají části lidského těla a reprodukují jejich funkce. Mezi ně patří umělá kůže – ochranná vrstva, která zlepší i senzorické schopnosti robotů.
„Jak víme, kůže je největšíorgán lidského těla, který funguje jako ochranná vrstva a senzorické rozhraní, které udržuje naše tělo zdravé a citlivé,“ řekl Shentong Sun, jeden z autorů studie, TechXplore. „S rychlým rozvojem umělé inteligence a měkké robotiky se inženýři snaží pokrýt humanoidní roboty umělou kůží, která reprodukuje všechny mechanické a senzorické vlastnosti člověka, aby vnímali neustále se měnící vnější prostředí stejně jako my.“
Protože lidská kůže jevelmi složitý systém, je nesmírně obtížné napodobit všechny jeho funkce. Lidská kůže může například vnímat různé změny prostředí, včetně tlaku, deformace povrchu a kolísání teploty, jednoduše tím, že zachytí elektronické signály na bázi iontů.
Samoopravná hybridní iontová kůže se strukturou nanovláken na základě biotechnologie skutečné lidské kůže. Obrázek: Wang a kol.
Inspirováno přirozenou strukturou pokožkyčlověče, inženýři vytvořili umělý nanotag založený na samoopravném nanotagu a iontové matrici. Reprodukují funkce kolagenu a elastinu (protein pojivové tkáně). Výsledkem je materiál, který je měkký, ale při natahování ztvrdne. Tato vlastnost je známá jako deformační tuhost. Nová umělá kůže se navíc po poškození sama hojí, je odolná proti únavě a rychle reaguje na tvarové deformace, což je důležité zejména pro senzorické aplikace.
Inspirováno opravitelnými nanovláknystruktura kůže, inženýři vytvořili umělou iontovou kůži začleněním samouzdravujícího se elastického nanomesh lešení do další samoléčivé měkké iontové matrice. Nanotag byl získán elektrostatickým zvlákňováním syntetického polyuretanu, který se samoléčí díky výměně disulfidových vazeb při pokojové teplotě. Iontová matrice byla připravena odpařením vodného roztoku polyakrylamid-kyselina akrylová, kyselina hyaluronová a CaCl2 (chlorid vápenatý).
Experimenty ukázaly, že ani 10 000 cyklů protahování nepoškodilo pokožku. Vypočítaný práh únavy hybridní iontové kůže je téměř dvakrát vyšší než u lidských svalů.
Přečtěte si více:
NASA odhaluje, jak vypadá budoucnost sluneční soustavy
Fyzici ochladili atomy na rekordní teploty. Jsou miliardkrát chladnější než vesmír.
Vědci vysvětlují, proč se Indie a Asie velmi rychle srazily
Titulní foto: Kai Jacobson/UBC Fakulta aplikovaných věd, z jiné studie iontové kůže