Девушка уложила трёх роботов голыми руками

membrana (http://www. *****/articles/technic/2005/03/09/163500.html)

Девушка уложила трёх роботов голыми руками
9 марта 2005, membrana (*****@***ru)

Панна Фелсен побеждает робототехническую руку, изготовленную в Виржинии (фото с сайта jpl. nasa. gov).

Ура, в первом в мире состязании по армрестлингу между людьми и роботами человек победил машину. Человечество представляла 17-летняя девушка из Сан-Диего по имени Панна Фелсен (Panna Felsen). Для того, чтобы завалить три автоматизированные руки, ей понадобились считанные секунды.

Почему именно Панна представляла людей?

Со слов устроителей соревнования выходит, что она "спортсменка, комсомолка и просто красавица": учится очень хорошо, подаёт большие надежды, интересуется наукой и техникой (в частности – роботами), любит танцевать буги-вуги и так далее. Умница, одним словом.

Что касается самого соревнования (International Robotic Arm Wrestling Competition), то организовал его доктор Йозеф Бар-Коэн (Yoseph Bar-Cohen) из лаборатории реактивного движения NASA (JPL). Идея была озвучена им шесть лет назад.

17-летняя студентка не подвела человечество (фото с сайта jpl. nasa. gov).

Об исследованиях Бар-Коэна, которого называют "Artificial Muscle Man", в области искусственных мышц на основе электроактивных полимеров (electroactive polymer — EAP) мы уже довольно подробно рассказывали.

Отметим лишь, что доктор и его коллеги-физики из JPL, в конце концов, хотят создать искусственную руку, которая победит в армрестлинге самого сильного человека в мире.

С нетерпением ожидается, что электромеханические мышцы будут очень полезны людям на Земле и в космосе (в первую очередь учёные из JPL хотят помочь инвалидам).

Впрочем, Бар-Коэн с самого начала работы над EAP — с 1996 года — говорил, что искусственные мышцы потребуют на своё развитие десятилетия, минимум лет 20.

И результаты первого соревнования показали, что он, к сожалению, прав.

Слева рука от команды Environmental Robots, справа — швейцарский манипулятор (фото с сайта jpl. nasa. gov).

Вернёмся к уникальному состязанию. "Если автоматизированная рука победит, то откроет двери для многих новых технологий в медицине, военном деле и даже индустрии развлечений", — сообщала JPL в пресс-релизе, опубликованном накануне "боя".

"Я действительно взволнована тем, что буду представлять человечество, но не собираюсь делать рукам никаких послаблений, — говорила Фелсен. — Состязание будет справедливым испытанием силы".

Студенты из Виржинии проиграли, но, похоже, рады этому факту (фото с сайта jpl. nasa. gov).

И 7 марта оно, наконец, состоялось. За соблюдением правил следили двое профессиональных борцов-армрестлеров. Зрелище собрало кучу телевизионных камер и сотни любопытных.

Против Панны Фелсен, на всякий случай надевшей защитные очки, свои разработки выставили три команды робототехников – две американских и швейцарская. Каждая использовала различные типы электроактивных полимеров.

Первым соперником девушки стало изделие компании Environmental Robots Incorporated (ERI) с двумя искусственными мускулами. Бой с этим роботом длился 24 секунды.

октябрь 2003 года) от художников из студии Mondolithic (изображение с сайта mondolithic.com)." width="478" height="387 "/>

Так искусственные мышцы выглядят в теории — иллюстрация с обложки журнала Scientific American (октябрь 2003 года) от художников из студии Mondolithic (изображение с сайта ).

Это долго, если учесть, что вторая и третья руки — от швейцарской группы EMPA и команды из Виржинии ESM — были повержены через четыре и три секунды, соответственно.

Теперь все три команды пытаются понять, что пошло не так, как надо. Ведь химически активируемые мускулы из Виржинии начали работать лишь спустя несколько минут после того, как состязание закончилось.

А это — искусственные мускулы на практике (фото с сайта jpl. nasa. gov).

"Я надеялся, что роботы смогут победить, но этого не произошло", — признался Бар-Коэн, попутно отметив, что в разработке искусственных мышц всё же заметен прогресс. Полуминутная борьба манипулятора с девушкой, по словам доктора, "большой шаг вперёд".

Ну, а самый сильный человек в мире пока может не беспокоиться — схватка с роботом откладывается. Похоже, минимум лет на десять.

Созданы сверхсильные мышцы из нанопряжи

11 декабря 2006

Снимок нити, сделанной из нанотрубок (фото с сайта ).

Исследователи из института нанотехнологий при Техасском университете в Далласе (Nanotech Institute at the University of Texas at Dallas — NIUTD) создали искусственные мышцы, которые в сто раз сильнее обыкновенных "природных". Для этого учёные использовали необычный материал — пряжу из углеродных нанотрубок.

В настоящее время искусственные мышцы представляют собой приводы, работающие на основе деталей из особых материалов — металлических сплавов и полимеров, которые могут при определённых условиях сокращаться или менять форму. У всех у них имеется существенный недостаток — они обладают не очень большой силой.

В ходе работы, проводившейся под руководством Рея Баумана (Ray H. Baughman) из NIUTD, для изготовления приводов использовались не обычные материалы, а пряжа из нанотрубок. Для этого были выращены плотно расположенные нанотрубки длиной около 100 нанометров, которые затем скрутили в длинные тонкие нити.

Их толщина — всего 2% толщины человеческого волоса, невооружённым глазом не увидеть, — зато длина достигает целого метра. По словам Баумана, процесс их создания напоминал рыбную ловлю невидимой удочкой.

Как сказал учёный на конференции, проходившей в Обществе исследования материалов (Materials Research Society), эти нити оказались весьма прочными — в 150 раз прочнее бумаги из нанотрубок. Правда, рассказывая о механических характеристиках, он не акцентировал внимание на том, за счёт чего происходит сокращение нанотрубок.

Однако пока что у них есть и существенных недостаток: после того, как к ним прикладывается большая сила, нити немного растягиваются. Бауман считает, что это серьёзный минус, и утверждает, что над усовершенствованием нового материала ещё придётся как следует поработать.

Ожидаемые области применения разработки — создание протезов и микроскопических моторов.

А ещё читайте про дисплей на искусственных мышцах, а также о других наноштуках: наноножницах, нанояйцерезке, наноструне для наногитары, наноцветах для алкоголя и нанодеревьях.

membrana (http://www. *****/articles/technic/2005/11/08/193200.html)

Засвеченные мышцы роботов действуют в тысячу раз быстрее человеческих
8 ноября 2005, membrana (*****@***ru)

Пока хороших синтетических мышц не создали, роботам приходится довольствоваться электромоторами или пневматикой (фото с сайта news. bbc. co. uk).

По удельной мощности и быстроте действия мышцы человека превосходят традиционные электрические или пневматические приводы для роботов. В попытке найти ненадёжным узлам замену учёные придумывают самые необычные типы искусственных мышц.

Чем плохи электромоторы или пневматические (гидравлические) цилиндры в качестве приводов манипуляторов? В них есть подвижные детали, а значит — трение и износ.

Очень заманчиво заменить такие приводы чем-то похожим на живую мышцу. Она ведь только сокращается и расслабляется. С виду – просто. Но ничего более надёжного, бесшумного и долговечного для машин и пожелать нельзя.

Да и людям подобные синтетические мышцы пригодились бы: только представьте лёгкий и бесшумный экзоскелет, эффективный протез или даже мышцу-имплантат.

Увы, эффективных искусственных мышц учёные пока не придумали. Те, что есть — по скорости работы уступают живым раз в 100. Но хотя бы в силе превосходят? Если бы. Особой мощности создателям таких мускулов достичь пока не удалось.

Весной этого года прошло первое в мире соревнование по армрестлингу между человеком и искусственными мышцами (трёх типов), закончившееся победой человечества в лице 17-летней девушки.

А там ведь на сцену "выходили" самые свежие разработки в этой сфере: разного вида и принципа действия электроактивные полимеры (электропроводящие и диэлектрики) и даже один полимер-гель, активируемый впрыскиванием кислоты.

	Сидней Йип (фото с сайта dmse.mit.edu)." width="190 " height="221"/> Сидней Йип (фото с сайта dmse. mit. edu).

Профессор Сидней Йип (Sidney Yip) из отделения материаловедения и инжиниринга Массачусетского технологического института (DMSE) полагает, что нашёл решение как минимум одной проблемы: ускорения работы искусственных мышц. Причём сразу – в десятки тысяч раз.

Синтетические мышцы могут быть хоть в тысячу раз быстрее человеческих мускулов, сообщают авторы новой работы. Да ещё с очень низким энергопотреблением и "бонусом" в виде простоты конструкции.

Отталкивались Йип и его коллеги от уже известных исследований в области электроактивных полимеров.

Как поступали учёные раньше? Брали электропроводные полимеры, добавляли к ним ионы, которые прикреплялись к цепочке, создавая в этом месте небольшой изгиб – солитон.

Теперь, если к нужным местам полимера подводить электрический заряд – солитон будет перемещаться, заставляя цепь изгибаться. Из множества таких цепей тогда можно составить мышцу, реагирующую сокращением на подачу электрического напряжения.

водород, жёлтый — углерод). "Управляет" солитоном ион натрия (красная точка) (иллюстрация с сайта web.mit.edu)." width="478" height="303 "/>

Один из вариантов синтетической мышцы текущего образца. Солитон (отмечен красными и синими полосами) проходит вдоль полимерной цепи (голубой – водород, жёлтый — углерод). "Управляет" солитоном ион натрия (красная точка) (иллюстрация с сайта web. mit. edu).

Такой подход (насыщение полимеров ионами) сулит повышение мощности "мышечного волокна", но он же приводит к росту его размеров и массы, и он же, увы, "гарантирует" посредственную скорость сокращения мышцы.

Теперь в MIT вычислили, что добавлять ионы вовсе не нужно. Теоретически, направляя на электропроводную полимерную цепь свет специфической частоты, можно сформировать солитон и управлять его перемещением вдоль цепи.

А без дополнительного веса ионов подобные полимеры могут согнуться или разогнуться намного быстрее.

Мышца нового типа. Электрически нейтральная полимерная цепь (зелёный цвет) находится в согнутом состоянии. Облучение с правильно подобранной частотой создаёт положительные заряды (красный цвет) в ограниченной области. Заряды меняют химическую связь между звеньями цепи, распрямляя её на этом участке. Перемещение луча позволяет управлять волокном (иллюстрация с сайта web. mit. edu).

Пока такие синтетические мышцы существуют лишь в компьютерных моделях. Но они – многообещающие. Во всяком случае, авторы исследования забрались в такие глубины, как уравнение Шрёдингера, поведение электронов в полимерной цепочке, с точки зрения квантовой механики, и так далее.

Работа ещё не завершена. Но, может быть, именно синтетические мышцы, активируемые светом, позволят роботам стать более похожими на людей. А некоторых людей – на роботов.