SSVS-AM: новый тип искусственных мышц с регулируемой жесткостью и датчиками деформации

Мягкие роботы, способные изменять свою жесткость, могут легко адаптироваться к различным условиям и выполнять больше задач в сравнении с роботами, имеющими жесткое тело. Это может привести к важным прорывам в области развития робототехнологий. Использование систем с изменяемой жесткостью, чувствительных к внешним силам, позволяет упростить конструкцию роботов и улучшить их способность адаптироваться к окружающей среде.

Важную роль в достижении этой цели играет применение технологии электрического срабатывания геля поливинилхлорида (PVC). При создании высокого напряжения на аноде, электростатическая сила притягивает гель PVC к сетке и меняет его структуру. Ранее эта технология использовалась для создания мягких роботов, но в новых исследованиях она применяется в сочетании с искусственными мышцами.

В рамках исследования разработаны искусственные мышцы с изменяемой жесткостью под названием SSVS-AM. Эти мышцы обладают способностью автоматического регулирования своей жесткости в ответ на воздействие внешних сил и деформаций. Проведено сравнение SSVS-AM с другими типами искусственных мышц, такими как пневматические, тепловые и электрические. Пневматические и тепловые искусственные мышцы обладают переменной жесткостью, но они имеют задержку. Электрические искусственные мышцы обладают быстрым временем отклика, но требуют улучшения возможности изменения жесткости. SSVS-AM сочетает в себе высокую скорость отклика и возможность регулирования жесткости.

Наряду с SSVS-AM существуют и другие типы искусственных мышц, такие как FEVS и ELJ. FEVS использует электроадгезию для изменения жесткости, а ELJ использует электрическое поле. SSVS-AM превосходит FEVS и ELJ в изменяемой жесткости.

Результаты тестов показали, что SSVS-AM лучше регулирует жесткость при низком напряжении. Кроме того, у этих мышц быстрый отклик и встроенный датчик. Ученые видят потенциал применения SSVS-AM в разработке робототехники, включая роботизированные протезы, и планируют дальнейшее совершенствование датчиков.