Инженеры из Университета Аджу и компании Samsung Electronics разработали искусственный мышечный привод на основе сплава с памятью формы. Устройство, масса которого всего 0,22 г, способно поднимать вес в 800 раз больше собственного веса.
Привод состоит из двух эластичных пластин и проволоки из сплава с памятью формы, встроенной в несколько рядов между пластинами. Эллиптическая форма привода, напоминающая дугу, усиливает низкое напряжение, необходимое для срабатывания привода. В своей статье, опубликованной в Nature Communications, инженеры объясняют, что особая конфигурация обеспечивает высокую деформацию при срабатывании и большую силу по сравнению с другими механизмами усиления.
Работа мышечного привода. Видео: Dongjin Kim et al., Nature Communications
Новый привод легко изготовить в разных масштабах, добавляют исследователи. Экспериментальный образец, описанный в исследовании, весит 0,22 г, но имеет максимальное усилие срабатывания 300% при внешней полезной нагрузке 80 г. При этом его удельная мощность (1,7 кВт/кг) более чем в 8 раз превосходит аналогичный показатель биологических мышц (около 0,2 кВт/кг).
Разработчики отмечают, что новый привод за счет низкого веса и высокой эффективности может найти широкое применение в приложениях дополненной реальности и робототехнике. В своей работе они показали, как с помощью привода можно улучшить AR-очки. Инженеры использовали привод, чтобы контролировать глубину изображения. Устройство изменяет физическое расстояние между дисплеем и оптической системой в зависимости от фокусировки. Это уменьшает вергентно-аккомадационный конфликт, который может вызвать зрительную усталость у некоторых пользователей.
Использование мышечного привода для изменения фокусного расстояния. Изображение: Dongjin Kim et al., Nature Communications
Также ученые показали, что объединение нескольких приводов можно использовать для улучшения сенсорных ощущений в VR-устройствах. Приводы с высоким отношением силы к весу лучше передают деформацию коже. Исследование показало, что несколько новых приводы в ограниченной области перчаток улучшают тактильные ощущения у пользователей VR-системы.
