Роботы будущего получат мышцы, способные нести вес автомобиля

Учёные Университета науки и технологий Ульсана (UNIST) разработали искусственное мышечное волокно, которое сочетает гибкость и прочность. Его масса — чуть больше грамма, а выдерживает оно около пяти килограммов. Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.

Материал реагирует на тепло и магнитное поле. При нагревании он становится мягким и растягивается, при охлаждении — твердеет и сохраняет форму. За эти свойства отвечает двойная структура полимера: одна часть сети состоит из прочных химических связей, другая — из подвижных боковых цепей, которые могут кристаллизоваться и «включать» жёсткость.

Чтобы сделать материал управляемым, в него добавили микрочастицы сплава неодима, железа и бора. Они позволяют управлять движением снаружи — магнитным полем. Когда температура повышается, полимер становится податливым, и под действием поля изгибается или сжимается. При охлаждении его положение фиксируется.

Испытания показали, что материал может растягиваться более чем в десять раз от исходной длины и при этом не разрушаться. Энергия, которую он способен развивать, значительно превосходит показатели человеческой мышцы. В статических тестах образец весом 1,25 грамма без повреждений выдерживал нагрузку около 5 кг.

Разработку планируют применять в мягкой робототехнике, протезировании и системах, где требуется быстро менять форму элементов — от гибких захватов до управляемых механизмов в человекоподобных роботах.