Pētnieki no Donghua universitātes Ķīnā un Jülich neitronu zinātnes centra (JCNS) Vācijā nesen
Pēdējos gados robotika no visas pasaulescenšas radīt mākslīgas sistēmas, kas atgādina cilvēka ķermeņa daļas un atveido to funkcijas. Tajos ietilpst mākslīgā āda – aizsargslānis, kas uzlabos arī robotu maņu spējas.
“Kā mēs zinām, āda ir vislielākācilvēka ķermeņa orgāns, kas darbojas kā aizsargslānis un maņu saskarne, lai uzturētu mūsu ķermeni veselu un atsaucīgu," sarunā ar TechXplore stāstīja viens no pētījuma autoriem Shentong Sun. "Strauji attīstoties mākslīgajam intelektam un mīkstajai robotikai, inženieri cenšas humanoīdus robotus pārklāt ar mākslīgo ādu, kas atveido visas cilvēka mehāniskās un maņu īpašības, lai viņi uztvertu pastāvīgi mainīgo ārējo vidi, tāpat kā mēs."
Jo cilvēka āda irļoti sarežģīta sistēma, ir ārkārtīgi grūti atdarināt visas tās funkcijas. Piemēram, cilvēka āda var sajust dažādas vides izmaiņas, tostarp spiedienu, virsmas deformāciju un temperatūras svārstības, vienkārši uztverot uz jonu balstītus elektroniskos signālus.
Pašdziedinoša hibrīda jonu āda ar nanošķiedras struktūru, kuras pamatā ir īstas cilvēka ādas biotehnoloģija. Attēls: Wang et al.
Iedvesmojoties no dabiskās ādas struktūrascilvēks, inženieri ir radījuši mākslīgu, pamatojoties uz pašizdziedinošu nanotagu un jonu matricu. Tie reproducē attiecīgi kolagēna un elastīna (saistaudu proteīna) funkcijas. Rezultāts ir materiāls, kas ir mīksts, bet izstiepjot kļūst ciets. Šī īpašība ir pazīstama kā deformācijas stīvums. Turklāt jaunā mākslīgā āda pašdziedējas pēc bojājumiem, ir izturīga pret nogurumu un ātri reaģē uz formas deformācijām, kas ir īpaši svarīgi sensoro aplikāciju gadījumā.
Iedvesmojoties no labojamas nanošķiedrasādas struktūru, inženieri izveidoja mākslīgu jonu ādu, iekļaujot pašatjaunojošo elastīgo nanomesh sastatni citā pašdziedinošā mīkstā jonu matricā. Nanotags tika iegūts, elektrovērpjot sintētisku poliuretānu, kas pašatjaunojas, pateicoties disulfīda saišu apmaiņai istabas temperatūrā. Jonu matricu sagatavoja, iztvaicējot poliakrilamīda-akrilskābes, hialuronskābes un CaCl2 (kalcija hlorīda) ūdens šķīdumu.
Eksperimenti ir parādījuši, ka pat 10 000 stiepšanās ciklu nav sabojājuši ādu. Aprēķinātais hibrīda jonu ādas noguruma slieksnis ir gandrīz divas reizes lielāks nekā cilvēka muskuļiem.
Lasīt vairāk:
NASA atklāj, kāda izskatās Saules sistēmas nākotne
Fiziķi ir atdzesējuši atomus līdz rekorda temperatūrai. Tie ir miljards reižu aukstāki par kosmosu.
Pētnieki skaidro, kāpēc Indija un Āzija ļoti ātri sadūrās
Vāka fotoattēls: Kai Jacobson / UBC Lietišķo zinātņu fakultāte, no cita jonu ādas pētījuma