Výskumníci z Donghua University v Číne a Jülich Center for Neutron Science (JCNS) v Nemecku nedávno
V posledných rokoch robotika z celého svetasa snažia vytvárať umelé systémy, ktoré sa podobajú častiam ľudského tela a reprodukujú ich funkcie. Medzi ne patrí umelá koža – ochranná vrstva, ktorá zlepší aj senzorické schopnosti robotov.
„Ako vieme, koža je najväčšiaorgán ľudského tela, ktorý funguje ako ochranná vrstva a zmyslové rozhranie, ktoré udržuje naše telo zdravé a citlivé,“ povedal Shentong Sun, jeden z autorov štúdie, pre TechXplore. „S rýchlym rozvojom umelej inteligencie a mäkkej robotiky sa inžinieri snažia pokryť humanoidné roboty umelou kožou, ktorá reprodukuje všetky mechanické a zmyslové vlastnosti človeka, aby tak ako my vnímali neustále sa meniace vonkajšie prostredie.“
Pretože ľudská koža jeveľmi zložitý systém, je mimoriadne ťažké napodobniť všetky jeho funkcie. Napríklad ľudská pokožka dokáže vnímať rôzne zmeny prostredia, vrátane tlaku, povrchovej deformácie a kolísania teploty, jednoducho zachytením elektronických signálov na báze iónov.
Samoliečivá hybridná iónová pokožka so štruktúrou nanovlákien na báze biotechnológie pravej ľudskej pokožky. Obrázok: Wang a kol.
Inšpirované prirodzenou štruktúrou pokožkyČloveče, inžinieri vytvorili umelú, založenú na samoliečebnom nanotagu a iónovej matrici. Reprodukujú funkcie kolagénu a elastínu (proteín spojivového tkaniva). Výsledkom je materiál, ktorý je mäkký, ale pri naťahovaní sa stáva tvrdým. Táto vlastnosť je známa ako deformačná tuhosť. Okrem toho sa nová umelá koža po poškodení sama hojí, je odolná voči únave a rýchlo reaguje na deformácie tvaru, čo je dôležité najmä pre senzorické aplikácie.
Inšpirované opraviteľnými nanovláknamikožnej štruktúry inžinieri vytvorili umelú iónovú kožu začlenením samoliečiaceho sa elastického nanomesh lešenia do ďalšej samoliečiacej sa mäkkej iónovej matrice. Nanotag bol získaný elektrostatickým zvlákňovaním syntetického polyuretánu, ktorý je samoliečivý vďaka výmene disulfidových väzieb pri izbovej teplote. Iónová matrica sa pripravila odparením vodného roztoku kyseliny polyakrylamid-akrylovej, kyseliny hyalurónovej a CaCl2 (chlorid vápenatý).
Experimenty ukázali, že ani 10 000 cyklov naťahovania nepoškodilo pokožku. Vypočítaný prah únavy hybridnej iónovej kože je takmer dvakrát vyšší ako u ľudských svalov.
Čítaj viac:
NASA odhaľuje, ako vyzerá budúcnosť slnečnej sústavy
Fyzici ochladili atómy na rekordnú teplotu. Sú miliardkrát chladnejšie ako vesmír.
Vedci vysvetľujú, prečo sa India a Ázia veľmi rýchlo zrazili
Titulná fotografia: Kai Jacobson/UBC Fakulta aplikovaných vied, z inej štúdie o iónovej koži