Наши мышцы – это природные приводы. Именно сухожильная ткань генерирует силы, приводящие наши тела в движение. В последние годы инженеры используют настоящую мышечную ткань для приведения в действие «биогибридных роботов», созданных как из живой ткани, так и из синтетических компонентов. Сочетая выращенные в лаборатории мышцы с синтетическими скелетами, исследователи создают целый ряд гусеничных, шагающих, пловцов и захватных устройств, приводимых в движение мускулами. Однако в большинстве случаев эти конструкции ограничены в объёме движений и мощности. Теперь инженеры Массачусетского технологического института стремятся наделить биоботов способностью поднимать грузы с помощью искусственных сухожилий. В исследовании, опубликованном в журнале Advanced Science, учёные разработали искусственные сухожилия из прочного и гибкого гидрогеля. Они прикрепили эти похожие на резинку сухожилия к концам небольшого фрагмента выращенной в лаборатории мышцы, образовав «мышечно-сухожильный блок». Затем они соединили концы каждого искусственного сухожилия с пальцами роботизированного захвата. При стимуляции центральной мышцы сухожилия стягивали пальцы захвата. Робот сжимал пальцы в три раза быстрее и с 30-кратным увеличением силы по сравнению с той же конструкцией без соединительных сухожилий. Исследователи предполагают, что новый мышечно-сухожильный блок может быть адаптирован к широкому спектру конструкций биогибридных роботов, подобно универсальному инженерному элементу. «Мы используем искусственные сухожилия в качестве сменных соединителей между мышечными приводами и роботизированными скелетами», — говорит ведущий автор Риту Раман, доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института. «Такая модульность может упростить разработку широкого спектра робототехнических приложений — от микрохирургических инструментов до адаптивных автономных исследовательских машин». Соавторами исследования из Массачусетского технологического института являются аспиранты Николас Кастро, Махира Бава, Бастьен Аймон, Соника Кохли и Энджел Бу; студентка Анника Маршнер; постдок Рональд Хайссер; выпускницы Сара Дж. Ву (выпуск 2019 г., магистр наук (выпуск 2021 г.), доктор философии (выпуск 2024 г.) и Лора Росадо (выпуск 2022 г., магистр наук (выпуск 2025 г.); а также профессора мехатроники Мартин Калпеппер и Сюаньхэ Чжао. Рост мышц Раман и её коллеги из Массачусетского технологического института находятся на переднем крае биогибридной робототехники , относительно нового направления, возникшего в последнее десятилетие. Они специализируются на сочетании синтетических структурных роботизированных деталей с живой мышечной тканью в качестве естественных актуаторов. «Большинство приводов, с которыми обычно работают инженеры, очень сложно сделать маленькими», — говорит Раман. «После определённого размера базовые физические законы перестают работать. Преимущество мышц в том, что каждая клетка — это независимый привод, который генерирует силу и обеспечивает движение. Так что, в принципе, можно создавать роботов действительно маленького размера». Мышечные приводы обладают и другими преимуществами, которые команда Рамана уже продемонстрировала: ткань может укрепляться по мере тренировки и естественным образом восстанавливаться при травмах. По этим причинам Раман и другие предполагают, что мускулистых дроидов когда-нибудь можно будет отправлять исследовать места, слишком удалённые или опасные для человека. Такие мускулистые роботы смогут накапливать силы для непредвиденных перемещений или самовосстанавливаться, когда помощь недоступна. Биогибридные боты также могут служить небольшими ассистентами хирургов, выполняющими тонкие микропроцедуры внутри тела. Все эти сценарии будущего побуждают Рамана и других искать способы соединения живых мышц с синтетическими скелетами. Существующие на сегодняшний день разработки предполагают выращивание мышечной полосы и прикрепление одного из её концов к синтетическому скелету, подобно тому, как мы наматываем резинку на два столбика. Когда мышца сокращается, она может стягивать части скелета вместе, создавая желаемое движение. Но, по словам Рамана, этот метод приводит к значительному истощению мышечной массы, которая используется для прикрепления ткани к скелету, а не для его движения. И это соединение не всегда надёжно. Мышцы довольно мягкие по сравнению со скелетными структурами, и эта разница может привести к их разрыву или отслоению. Более того, зачастую работа выполняется только за счёт сокращений центральной части мышцы — объём которых относительно невелик и создаёт небольшое усилие. «Мы думали, как перестать тратить мышечный материал, сделать его более модульным, чтобы он мог прикрепляться к чему угодно, и работать эффективнее?» — говорит Раман. «Организм придумал решение, которое заключается в создании сухожилий, которые по жёсткости находятся на среднем уровне между мышцами и костями, что позволяет преодолеть это механическое несоответствие между мягкими мышцами и жёстким скелетом. Они подобны тонким тросам, которые эффективно обвивают суставы». «Умное подключение» В своей новой работе Раман и её коллеги разработали искусственные сухожилия для соединения натуральной мышечной ткани с синтетическим скелетом захвата. В качестве материала они выбрали гидрогель — мягкий, но прочный полимерный гель. Раман получила образцы гидрогеля от своего коллеги и соавтора Сюаньхэ Чжао, пионера в разработке гидрогелей в Массачусетском технологическом институте. Группа Чжао разработала рецепты гидрогелей различной прочности и эластичности, способных прилипать к различным поверхностям, включая синтетические и биологические материалы. Чтобы определить, насколько прочными и эластичными должны быть искусственные сухожилия для работы в конструкции захвата, команда Рамана сначала смоделировала конструкцию как простую систему из трёх типов пружин, каждая из которых представляет центральную мышцу, два соединительных сухожилия и скелет захвата. Они задали мышце и скелету определённую жёсткость, которая была известна ранее, и использовали её для расчёта жёсткости соединительных сухожилий, необходимой для перемещения захвата на желаемую величину. На основе этого моделирования команда разработала рецепт гидрогеля определённой жёсткости. После получения геля исследователи аккуратно вытравили из него тонкие кабели, чтобы сформировать искусственные сухожилия. Они прикрепили два сухожилия к каждому концу небольшого образца мышечной ткани , выращенной с использованием стандартных лабораторных методов. Затем они обернули каждое сухожилие вокруг небольшого штифта на конце каждого пальца роботизированного захвата – каркасной конструкции, разработанной профессором механики Мартином Калпеппером, экспертом в области проектирования и создания прецизионных машин. Когда учёные стимулировали сокращение мышцы, сухожилия, в свою очередь, натягивали захват, сводя пальцы. В ходе многочисленных экспериментов исследователи обнаружили, что мышечно-сухожильный захват работал в три раза быстрее и создавал в 30 раз б...
Сообщает android-robot.com
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- Установить зарядной станции для электромобиля правильно...
- Американский певец Джейсон Деруло повторил скандальный номер Егора Крида, из-за которого тот конфликтовал с Екатериной Мизулиной...
- Pantum расширяет линейку для бизнеса: представлены новые А3 МФУ серии UTILITY с фокусом на безопасность и эффективность...
- Футбольный тренер Жозе Моуринью оставил счёт почти на 1 млн долларов за номер в Four Seasons после ухода из "Фенербахче"...
- Учёные нашли решение проблемы снижения безопасности ИИ при оптимизации для маломощных устройств...
- Сплиттер на автомобиль – что это и зачем он нужен...
16:07, 15 Апр Оружие против навий: зачем в XVII веке покойникам подрезали сухожилия В 1658 году под Муромом крестьяне изловили русалку. Так говорит следственное дело из архивов Владимирской избы. Девушку с хвостом пытали и сожгли. Дикость? Для XVII века — суровая необходимость. Тысяча лет христианства не выжгла веру в то, что мир п...
05:07, 28 Янв Искусственные острова Китая: как они строятся и зачем нужны Зачем Китаю искусственные острова и как их строят. Источник изображения: www.scmp.com Ещё 10-13 лет назад многие участки Южно-Китайского моря представляли собой крошечные рифы, которые исчезали под водой во время прилива. Сегодня на их месте — полно...
14:14, 10 Дек Разработка технической карты сварки В производстве и строительстве ключевым фактором безопасности и качества является строгое соблюдение технологических процессов. Особенно это актуально для сварочных работ на объектах повышенной опасности, где малейшее отклонение от нормы может приве...
00:07, 29 Сен Искусственные артисты: ИИ позволяет воссоздавать голоса и образы знаменитостей В США воскресили певицу Уитни Хьюстон. В очередной раз. Вместе с симфоническим оркестром выступает ее оцифрованный, очищенный искусственным интеллектом голос. Первый концерт в Цинциннати — зрители в восторге. Как будто забыли, что буквально в ...
13:36, 18 Дек Матрица судьбы как зеркало жизни и скрытых возможностей Интерес к самопознанию всегда был частью человеческой природы. В разные эпохи люди искали ответы в философии, религии и науке, а сегодня всё чаще обращаются к нумерологии. Одним из самых глубоких и наглядных инструментов считается Матрица судьбы на ...
21:07, 20 Авг GAC везет в Россию GS4 с полным приводом. Каким он будет Китайская компания анонсировала скорую премьеру полноприводного GS4: такой кроссовер появится в продаже в России в сентябре, спустя примерно полгода после премьеры переднеприводной модели. AWD-версию предложат с более мощным двигателем, а также с ав...
22:07, 07 Апр Автоэксперт Зиновьев перечислил 6 надежных кроссоверов с полным приводом В список вошли автомобили европейских, корейских и китайских брендов. Их объединяет одно — они стоят не более 1,5 млн рублей.На вторичном рынке сегодня можно найти полноприводный компактный кроссовер за полтора миллиона рублей — и это будет не тольк...
03:07, 23 Окт Представлен Exeed ES7: премиум-гибрид с 446 л.с., полным приводом, адаптивной подвеской и запасом хода до 1200 км, который появится в России Бренд Exeed официально представил свой новый флагман — гибридный седан ES7, созданный на базе платформы Texxeract 2.0. Седан длиной 5,02 метра и колесной базой 3 метра отличается аэродинамикой: коэффициент аэродинамического сопротивления соста...
05:07, 30 Авг Новые алгоритмы помогут роботам работать безопаснее рядом с людьми Учёные разработали новые алгоритмы, которые позволяют роботам принимать более безопасные решения при взаимодействии с людьми. Такие технологии особенно актуальны для производственных линий, здравоохранения и других сфер, где люди и роботы работают б...
02:07, 29 Окт Цифра дня: Сколько россиян готовы доверить приготовление еды в ресторанах роботам? 37% россиян согласны променять ресторанные блюда от живых поваров в пользу роботов Около 37% россиян заявили, что готовы попробовать блюда, приготовленные роботами, вместо еды от живых поваров. Остальные 63% по-прежнему больше доверяют традиционным ...
01:07, 15 Мар Новый чип позволяет роботам видеть в 4D, одновременно отслеживая расстояние и скорость Современные системы машинного зрения для роботов и дронов основаны на 3D-датчиках, которые, несмотря на свою мощность, не всегда успевают за быстрыми и непредсказуемыми движениями реального мира. Эти системы часто с трудом мгновенно измеряют скорост...
15:07, 11 Мар «Искусственная кожа» на основе графена приближает к роботам тактильные ощущения, схожие с человеческими Роботы становятся все более совершенными в области зрения и передвижения, однако тактильные ощущения остаются одним из их главных недостатков. Теперь исследователи разработали миниатюрный тактильный датчик, который может дать роботам нечто гораздо б...
05:07, 19 Дек От курсора к роботам: китайские учёные расширили возможности клинических интерфейсов «мозг-компьютер» Китайские ученые добились значительных успехов в разработке инвазивных интерфейсов «мозг-компьютер», позволяющих пациентам с двигательными нарушениями выполнять сложные действия в реальном мире. В ходе клинических испытаний мужчина средн...
01:07, 25 Дек Машинное обучение помогает роботам четко видеть в полной темноте с помощью инфракрасного излучения От зон стихийных бедствий до подземных туннелей — роботов все чаще отправляют туда, куда людям небезопасно. Но во многих из этих мест отсутствует естественное или искусственное освещение, что затрудняет эффективную работу роботизированных систем, ко...
15:07, 15 Сен OpenAI возвращается к роботам: компания активно набирает инженеров и учёных для разработки ИИ, управляющего человекоподобными роботами В июне компания OpenAI усилила свои позиции в области робототехники, приняв на работу нескольких учёных, специализирующихся на разработке алгоритмов ИИ для управления человекоподобными и другими типами роботов. Среди новых сотрудников — Чэншу ...
06:07, 19 Апр Новый внедорожник Haval размером с Land Cruiser 300, 449 л.с., полным приводом и холодильником — 190 тыс. юаней (2,15 млн рублей). Haval Raptor Plus доступен для предзаказа в Китае Он способен проехать до 190 км на чистом электричествеHaval начала предпродажи в Китае нового гибридного внедорожника Raptor Plus. На старте модель предложена в трех комплектациях: 195 Max за 189 800 юаней (2,15 млн рублей), 195 Max Pilot за 199 800...
13:07, 27 Фев Политика подрывает силу фунта Влияние на рынок:2Поражение Лейбористов на местных выборах рискует утопить GBPUSD.Замедление инфляции в Токио снижает шансы повышения ставки BoJ.EURUSD удержаться на плаву, оттолкнувшись от своей 50-дневной скользящей средней. Этому помогло, что шан...
17:07, 01 Май Центробанки показали свою силу Влияние на рынок:3ЕЦБ и Банк Англии сигнализируют о повышении ставок.Япония вернулась к практике валютных интервенций.Американский доллар завершил апрель с худшим результатом за 10 месяцев. Снижение спроса на убежища, намерение центробанков-конкурен...
15:07, 01 Ноя Венесуэла демонстрирует силу с российскими истребителями В ответ на значительное наращивание военно-морского и воздушного присутствия США в Карибском регионе Венесуэла проводит демонстрацию силы, задействовав свои наиболее мощные боевые системы. Центральным элементом этого ответа стали российские многоцел...
19:07, 03 Окт Низкая инфляция в Швейцарии подтвердила силу франка Влияние на рынок:2Потребительские цены в Швейцарии снизились на 0.2% за сентябрь. Годовые темпы роста цен составили 0.2%, сохраняясь на этом уровне последние три месяца и оказавшись несколько ниже средних прогнозов на 0.3%.Снижение обусловлено укреп...
12:07, 22 Янв Как физические упражнения омолаживают мышцы и восстанавливают их силу Такие результаты не могут быть результатом зарядки по утрам, Но и простая активность позволяет улучшить здоровье. Все мы слышали, что спорт — это здоровье. Действительно, регулярные тренировки очень полезны для здоровья. Они не просто наращивают мыш...
11:07, 30 Дек Технологии, позволяющие роботам распознавать намерения человека, могут привести к созданию более безопасных, умных и заслуживающих доверия машин Роботы становятся частью нашей повседневной жизни, от здравоохранения до помощи на дому. Но для того, чтобы люди действительно доверяли им и сотрудничали с ними, роботам нужно больше, чем просто технические навыки — им нужно понимать нас. В этом и з...
12:07, 08 Авг В России вступили в силу новые ПДД о «мигалках» и детских креслах С 26 июля заработали новые правила дорожного движения, касающиеся порядка действий при приближении транспортных средств с включенными спецсигналами. Постановление опубликовано на федеральном портале проектов нормативно-правовых актов. В нем Минтранс...
13:07, 09 Янв В России вступил в силу закон о повышении штрафов за навязывание допуслуг Штрафы за навязывание дополнительных товаров, работ или услуг потребителям увеличены с 9 января 2026 года, сообщили в пресс-службе Госдумы. На сайте Госдумы говорится, что согласно поправкам в статью 14.8 КоАП РФ, для должностных лиц штрафы теперь с...
03:07, 11 Апр ГОСТ на маникюр вступает в силу с 30 апреля. Эксперты предупреждают о росте цен В России с 30 апреля 2026 года начнёт действовать новый национальный стандарт ГОСТ Р 72319–2025 на услуги ногтевого сервиса. Документ заменит прежние общие рекомендации 2018 года детальным техническим регламентом с пошаговыми инструкциями. Эксперты ...
17:07, 01 Май Azercell приглашает женщин присоединиться к инициативе «Нити, объединяющие силу» ООО «Azercell Telecom», последовательно развивая инициативы, направленные на укрепление роли женщин в обществе, представляет проект «Нити, объединяющие силу» (“Minlərlə ilmə, bir güc”). Проект, реализуемый в партнерстве с ОАО «Азерхалча», направлен ...
13:07, 30 Мар Новые правила покупки товаров в рассрочку вступают в силу 1 апреля. Что изменится С 1 апреля в России начнёт действовать закон о жёстком государственном регулировании рассрочки. Документ №283-ФЗ «О деятельности по предоставлению сервиса рассрочки» устанавливает единые условия для всех операторов и вводит новые гарантии для покупа...
00:07, 02 Апр С 1 апреля в России вступают в силу десятки важных изменений. Что ждёт россиян С 1 апреля 2025 года россиян ждёт целый пакет нововведений: индексация пенсий, ужесточение правил кредитования, автоматические штрафы за отсутствие ОСАГО и изменения в порядке перевода денег. Рассказываем о главных законодательных новшествах, которы...
07:07, 08 Сен Китай планирует захватить Казахстан: План «Шёлковый путь» вступает в силу Эксперты оценили возможность присоединения Казахстана к Китаю. Китай уже давно заинтересован в сотрудничестве с Казахстаном, потому что через эту страну можно провести прямую сухопутную дорогу в Европу, под названием «Шёлковый путь». Эта...
23:07, 01 Ноя В России утвердили новые правила утильсбора на легковые автомобили. Когда они вступят в силу Правительство окончательно утвердило новые правила расчёта утилизационного сбора на автомобили. Отмены не будет, тарифы не пересмотрят, льгот тоже можно не ждать. Все предложения депутатов, например, сделать послабления для многодетных семей или уча...
12:07, 31 Авг Денег нет, алкоголя тоже не будет: С 5 мая в России вступают в силу ограничения на продажу спиртного Горячительные напитки могут стать не по карману российским гражданам. На протяжении всего мая месяца на территории России вступают в силу новые законы и правила. Так согласно распоряжению российского правительства с 5 мая 2020 года в России вступают...
21:07, 13 Мар Ротенберг о коллаборации Putin Team Russia и «Красной Машины»: «Это история про силу России, движение вперед, про людей, которые выбирают спорт и свои ценности» Первый вице-президент ФХР Роман Ротенберг рассказал о коллаборации брендов «Красная Машина» и Putin Team Russia. «19 марта в 16:00 в Центральном выставочном зале «Манеж» на шестой Московской неделе моды состоится показ, который станет официальным ан...
17:07, 20 Окт Галактионов о том, что попросил журналиста обращаться по отчеству: «Тактично поправил молодого человека. Старшие люди всегда определяют форму общения – в силу воспитания и опыта» Ранее 41-летний главный тренер « Локомотива» поправил журналиста , обратившегося к нему только по имени, и попросил использовать и отчество. – Вы поправили корреспондента и попросили его обращаться по имени и отчеству. После этого журналисты у ряда ...
06:07, 23 Авг Глава Самарской области о «Ладе»: «Наша задача – вернуть клубу былые мощь, силу и успех, для этого мы создаем необходимые условия. Ждем от команды полной самоотдачи и ярких побед» 21 августа в Тольятти прошла встреча главы Самарской области Вячеслава Федорищева и председателя совета директоров ГК «Полипласт» Александра Шамсутдинова с руководством, тренерским штабом и игроками «Лады». «Совсем скоро начинается новый чемпионат К...