Im Bereich der Robotik suchen Forscher ständig nach den schnellsten, leistungsstärksten, effizientesten und kostengünstigsten
Assoziierter Professor Michael Schafer und Professor Heidi Feigenbaum mitDie Fakultät für Maschinenbau der Northern Arizona University und der Doktorand Diego Higueras-Ruiz arbeiteten zusammen. Sie haben eine neue Hochleistungs-Technologie für künstliche Muskeln entwickelt. Es gibt Robotern aufgrund seiner Flexibilität und Anpassungsfähigkeit mehr menschliche Bewegung, übertrifft jedoch den menschlichen Skelettmuskel in mehrfacher Hinsicht.
Ingenieure nannten die neuen Linearantriebe wegen ihrer Ähnlichkeit mit italienischen Nudeln „künstliche Cavatappi-Muskeln“.
Cavatappi-Paste (A) und Aktuatoren (CH) aus einfachen gedehnten Polymerrohren (B). Bildnachweis: Northern Arizona University.
Dank der spiralförmigen Bauweise können die Antriebemehr Energie erzeugen. Dies macht sie zu einer idealen Technologie für den Einsatz in der Biotechnik und Robotik. Die spezifischen Arbeits- und Leistungsindikatoren der künstlichen Cavatappi-Muskeln waren zehn- bzw. fünfmal höher als die der menschlichen Skelettmuskulatur. Mit fortschreitender Technologie erwarten Wissenschaftler höhere Leistungsniveaus.
Die künstlichen Muskeln von Cavatappi basieren aufgedrehte Polymerantriebe. Als sie auf den Markt kamen, waren sie aufgrund ihrer Leistung, ihres geringen Gewichts und ihrer geringen Kosten ziemlich revolutionär. Sie waren jedoch sehr ineffizient und langsam im Betrieb, da sie erhitzt und gekühlt werden mussten. Darüber hinaus beträgt ihr Wirkungsgrad nur etwa 2 %. Im Fall von Cavatappi haben Wissenschaftler dieses Problem dadurch umgangen, dass sie Druckflüssigkeit zum Antrieb der Strukturen verwendeten.
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