Когда со знаменитого Терминатора содрали кожу, то стало заметно, что части его тела двигаются за счет поршеньков, рычажков и моторчиков. По нынешним временам это не самый прогрессивный привод. Полимеры, которые сжимаются и растягиваются под действием электрических импульсов, - вот что припасено сегодня и для роботов, и для... людей. В качестве искусственных мускулов и сухожилий. Они открывают перспективы, о которых раньше мечтали лишь фантасты. Полимеры, напоминающие живые ткани, позволят создавать настоящих андроидов - с человеческими телами. Да и человеческим телам они пригодятся. В первую очередь тем, которые лишены возможности двигаться самостоятельно.
ТРУПЫ МОРГАЮТ И УЛЫБАЮТСЯ
Эксперименты, которые недавно провели и описали в научном журнале хирурги Трэвис Толлефсон (Travis Tollefson) и Крейг Сендерс (Craig Senders) из университета Калифорнии в Дэвисе (University of California, Davis), достойны, конечно, фильма ужасов. Представьте: труп вдруг открывает глаза, моргает, подмигивает. А потом еще и улыбается.
Кошмар, соглашаются ученые. Но уверяют, что иного способа проверить, насколько эффективно работает их изобретение, не было. Надо было узнать и как оно сочетается с человеческими тканями.
А проверяли Трэвис с Крейгом те самые полимерные мускулы, которые были вшиты под кожу и дублировали мимические мышцы лица. Дублирование удалось.
Ясно, что у хирургов не было цели превращать покойников в зомби. Изобретение предназначено для людей с парализованными мимическими мышцами. Таких, если верить медицинской статистике, очень много. Лица теряют подвижность в результате инсультов, травм, в том числе и позвоночника, от неудачных косметических операций. Поражение бывает и врожденным - так называемый синдрома Мёбиуса. Некоторые даже не могут закрыть веки, не говоря уже о более сложных действиях.
Вшитым полимерным мускулам нужна батарейка. Но включаются они от импульсов, которые подает мозг. То есть работают словно бы естественно. Батарейка, по словам ученых, не проблема. Можно использовать ту, которая уже применяется для кардиостимуляторов. Она меньше рублевой монетки.
Трэвис и Крейг смогли заставить работать веки и уголки рта. И уверяют, что подобным образом можно продублировать мускулатуру всего лица.
Оснастить искусственными приводами все тело, конечно, будет сложнее. Но и это, говорят, не фантастика. Полимеры имеются - десятки фирм по всему миру постоянно их совершенствуют. Есть и своего рода интерфейсы «мозг-машина» - они способны улавливать и адресовать в нужное место управляющие мышцами электрические импульсы. Существуют, правда, по отдельности искусственные руки и ноги, которые человек может приводить в действие своим мозгом. Задача - собрать это все воедино.
АРМРЕСТЛИНГ С МЕХАНИЧЕСКОЙ РУКОЙ
Когда-нибудь дело обязательно дойдет до того, что искусственные мускулы начнут вшивать. И поднимать с инвалидных кресел парализованных и немощных.
А пока ученые пробуют располагать эти самые мускулы снаружи. Создают своего рода гибриды роботов и людей.
Например, японцы из фирмы Matsushita Electric Industrial создают управляемые костюмы, которые позволяют двигать верхней частью тела. Правда, за счет пневматики.
Фирма «Хонда» специализируется на кибернетических штанах - так называемом экзоскелете для нижних конечностей. Детище местного инженера Дзюна Асихары под названием Walking assist device, дословно - «устройство, помогающее ходить», позволяет передвигаться по лестницам, наклонным плоскостям, приседать, подпрыгивать. Весят такие штаны около 7 килограммов и могут переступать 2 часа без подзарядки. Привод - электрический. Как у Терминатора.
В Токийском университете сельского хозяйства и технологии сделали экзоскелет для всего тела. И показали, как с его помощью пенсионер, даже едва двигающий руками и ногами, может обрабатывать грядки и дергать репку.
Масштабных попыток, так, чтобы показать на какой-нибудь выставке, - заменить электрику и пневматику в экзоскелетах на полимерные мускулы, пока не было. Но механические руки ими уже оснащают. Причем с весьма оригинальной целью.
С 2005 года в США ради демонстрации прогресса и под патронажем НАСА проводят соревнования по армрестлингу между роботами и людьми. С одной стороны - искусственная рука с полимерами, с другой - человеческая. Пока выигрывали люди. Но сила искусственных рук постепенно растет. И они все больше начинают напоминать человеческие. В этом году разработчики рассчитывают на победу.
СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕКАМИ
1 Пластина полимерных мышц
2 Крепление
3 Проводники электрических импульсов.
4 Жгуты полимерных мышц - они в итоге и позволяют моргать
ПЕРСПЕКТИВА
Супермен недалекого будущего
Через несколько лет могут появиться искусственные мускулы, соревноваться с которыми будет просто бессмысленно. Группа ученых из Института нанотехнологий при Техасском университете в Далласе создает их из углеродных нанотрубок.
Материал этот почти невесом - чуть тяжелее воздуха. «Ткань» мускулов представляет собой тончайшую ленту - всего 0,05 миллиметра в сечении, ширина - несколько сантиметров. Если приложить к ней электричество, то лента за ничтожные доли секунды раздуется - почти вдвое распухнет по ширине и втрое - по толщине. И разовьет при этом огромную силу - примерно в 30 раз больше, чем любая живая мышца. Обладая такой мощью, человек нормальной комплекции смог бы поднимать штангу весом 3 тонны. Или ставить рекорды по метанию ядра. За счет невероятного быстродействия мышц из нанотрубок.
|
Главная 
