This site uses cookies.
Some of these cookies are essential to the operation of the site,
while others help to improve your experience by providing insights into how the site is being used.
For more information, please see the ProZ.com privacy policy.
This person has a SecurePRO™ card. Because this person is not a ProZ.com Plus subscriber, to view his or her SecurePRO™ card you must be a ProZ.com Business member or Plus subscriber.
Affiliations
This person is not affiliated with any business or Blue Board record at ProZ.com.
English to Polish: Rubbery muscle motors will make robots more lifelike (New Scientist, March 2011) General field: Tech/Engineering Detailed field: Automation & Robotics
Source text - English It wobbles like a jelly, but could make robots more flexible than ever before. Soft artificial muscles have been used to make a motor with only a few parts, and no gears, bearings or cogs. The motor signals a new dawn for artificial muscles, says Iain Anderson, head of the Auckland Bioengineering Institute’s Biomimetics Lab in New Zealand, where it was created.
The muscles themselves are electroactive structures consisting of two layers of conducting carbon grease separated by an extremely stretchy insulating polymer film, says Anderson. “It can stretch by more than 300 per cent.”
When a voltage is applied, the configuration behaves like a capacitor, with positive and negative charges accumulating on either side of the insulator. As the opposite charges attract one another the insulator is squashed between them and flattens and stretches. Turn the voltage off and it contracts again to its original size.
The motor looks rather like a bicycle wheel, with the elastic muscles stretched between the edge of the wheel and the centre, like flat spokes. To turn a shaft, six of the muscles work in concert, contracting one after the other. Although the device looks as if it is wobbling like jelly, the spokes are connected to a foam ring wrapped tightly around the central shaft, and this arrangement exerts a continuous rotational
force.
This is not the first time electroactive polymers (EAPs) have been used to create rotary motion, says Anderson. But previous efforts used a sort of ratcheting mechanism instead of the foam ring. Anderson’s design removes the need for bearings, gears or anything else that is rigid.
“There’s huge potential for this kind of actuator,” says Chris Melhuish, director of the Bristol Robotics Lab in the UK. Robots made of artificial muscle would feel soft and flesh-like and would be able to mimic the dexterity and mobility of living creatures, without the need for rigid mechanical components.
These kinds of EAPs are extremely strong, says Yosef Bar-Cohen, who specialises in electroactive materials at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California – many times stronger than their biological counterparts. The simplified motor that Anderson has built opens up a whole new range of uses for artificial muscles, he says. For example, they could be used to make instruments for keyhole
surgery that are soft enough to be squeezed through tiny incisions but still able to perform the jobs of more rigid mechanical devices.
A company called Artificial Muscle in Sunnyvale, California, is developing EAP-based motors designed to behave like haptic displays, which respond when they are touched. They provide tactile feedback for cellphones, computer mice and
touchscreens, producing a range of different feelings beneath a user’s fingertips. They can produce the satisfying “click” sensation of a real button when typing on a
touchscreen, for example.
Translation - Polish Trzęsą się jak galaretka, ale mogą sprawić, że roboty będą elastyczne bardziej niż kiedyś. Miękkie, sztuczne mięśnie posłużyły do stworzenia silnika, który składa się z zaledwie kilku części i nie zawiera przekładni, łożysk czy kół zębatych. Według Iaina Andersona, szefa Laboratorium Biomimetyki Instytutu Bioinżynierii w Auckland, w Nowej Zelandii (w którym powstało wspomniane urządzenie), ten silnik zapowiada początek nowej ery dla sztucznych mięśni.
Jak mówi Anderson, mięśnie te same w sobie są strukturą elektroaktywną składającą się z dwóch warstw przewodzącego smaru węglowego, które są od siebie oddzielone za pomocą niezwykle rozciągliwej izolacyjnej folii polimerowej. Można ją rozciągnąć do ponad 300 procent długości.
Przy podaniu napięcia ta konfiguracja działa ja kondensator: dodatnie ładunki gromadzą się po jednej stronie izolatora, a ujemne – po drugiej. Gdy przeciwne ładunki się do siebie przyciągają izolator zostaje ściśnięty pomiędzy nimi, spłaszcza się i rozciąga. Po odłączeniu napięcia izolator kurczy się i wraca do pierwotnego rozmiaru.
Silnik wygląda trochę jak koło rowerowe. Elastyczne mięśnie niczym płaskie szprychy rozciągają się pomiędzy środkiem, a krawędzią koła. By wprowadzić wał w ruch obrotowy sześć mięśni pracuje wspólnie, napinając się jeden po drugim. Chociaż urządzenie wygląda tak, jakby trzęsło się jak galareta, szprychy są połączone z piankowym pierścieniem, który jest ciasno owinięty wokół głównego wału. Dzięki temu ustawieniu siła nadająca ruch obrotowy oddziałuje w sposób ciągły.
Jak tłumaczy Anderson, polimerów elektroaktywnych (ang. electroactive polymers, EAPs) nie po raz pierwszy używa się do wytworzenia ruchu obrotowego. Jednak przy poprzednich próbach zamiast piankowego pierścienia stosowano coś w rodzaju mechanizmu zapadkowego. Dzięki projektowi Andersona nie trzeba już stosować łożysk, przekładni czy innych sztywnych części.
– Ten rodzaj serwomotoru kryje w sobie olbrzymi potencjał – mówi Chris Melhuish, dyrektor mieszczącego się w Zjednoczonym Królestwie ośrodku Bristol Robotics Lab. Roboty zrobione ze sztucznych mięśni byłyby miękkie w dotyku i podobne do ciała. Mogłyby imitować zręczność i zdolność poruszania się żywych stworzeń, bez konieczności stosowania mechanicznych komponentów.
Jak mówi Yosef Bar-Cohen, specjalista od materiałów elektroaktywnych w należącym do NASA ośrodku Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie, w Kalifornii, ten rodzaj elektroaktywnych polimerów jest niezwykle mocny, wielokrotnie mocniejszy niż jego biologiczne odpowiedniki. Według Cohena, uproszczony silnik zbudowany przez Andersona otwiera drzwi do bardzo wielu nowych zastosowań dla sztucznych mięśni. Można na przykład wykorzystać je do wytworzenia przyrządów do chirurgii wziernikowej. Takie przyrządy byłyby wystarczająco miękkie, żeby wcisnąć je przez malutkie nacięcie, ale wciąż mogłyby być wykorzystywane do prac wykonywanych obecnie za pomocą sztywnych mechanicznych urządzeń.
Firma Artificial Muscle z Sunnyvale w Kalifornii pracuje nad silnikami opartymi na technologii elektroaktywnych polimerów. Silniki są projektowane w taki sposób, by zachowywały się jak reagujące na dotyk monitory. Z ich pomocą telefony komórkowe, myszki komputerowe i wyświetlacze dotykowe wywołują wrażenia dotykowe. Użytkownik może doświadczyć całej gamy różnych odczuć pod koniuszkami palców. Silniki te mogą na przykład wytworzyć satysfakcjonujące uczucie kliknięcia prawdziwego przycisku w trakcie pisania na wyświetlaczu dotykowym.
Portfolio