Инженеры разработали новый класс умного текстиля, который может изменять форму и превращать двумерный материал в 3D-структуры.
Команда из Высшей школы биомедицинской инженерии UNSW в Сиднее и Института медицинской инженерии Фонда Тайри (Tyree iHealthE), возглавляемая доктором Тхань Нхо До, создала материал, который состоит из крошечных мягких искусственных “мышц” — длинных кремниевых трубок, заполненных жидкостью, которые перемещаются с помощью гидравлики.
Эти искусственные мышцы, окруженные спиралью из традиционных волокон, могут быть запрограммированы на сокращение или расширение в зависимости от их первоначальной формы.
Исследовательская группа, опубликовавшая свои последние результаты в Scientific Reports и Soft Robotics, заявила, что новый умный текстиль может иметь широкий спектр применений во многих областях.
Они потенциально включают использование в качестве компрессионной одежды в медицинских целях, в качестве носимого вспомогательного устройства для тех, кто нуждается в помощи при передвижении, и даже в качестве мягких роботов, изменяющих форму, которые могут помочь в восстановлении людей, оказавшихся в замкнутом пространстве.
Активная ткань
Интеллектуальный текстиль команды Лаборатории медицинской робототехники UNSW может быть либо прикреплен к существующему пассивному материалу, либо искусственные мышцы могут быть вплетены в традиционную пряжу для создания активной ткани.
Мягкие роботы
“Традиционные роботы эффективны при работе в структурированных средах, но они довольно жесткие и сталкиваются с проблемами, связанными с неизвестными контекстами меняющейся среды”, – сказал Фуок Тьен Фан. “Обычные роботы не могут изменить свою форму или начать с двумерного плоского материала, чтобы иметь доступ к небольшим пространствам, а затем превратиться в трехмерный объект”.
Профессор Найджел Ловелл сказал: “Мягкие роботы, использующие наш умный текстиль, могут изменять форму и использоваться в качестве подъемного механизма, например, при спасении людей из рухнувших зданий или других опасных сред, или в качестве мягкого трубчатого захвата — в наших экспериментах мы могли поднимать предметы, примерно в 346 раз превышающие собственный вес материала.”
Команда UNSW подала заявку на заключение договора о патентной кооперации (PCT) на новую технологию и продолжает работать над дальнейшими разработками, включая интеграцию мягкого миниатюрного насоса и модулей беспроводной связи, которые позволят создать автономную систему.
Клиническая проверка также продолжается в отношении умной компрессионной одежды, носимых вспомогательных устройств и мягких тактильных интерфейсов.
Новый интеллектуальный текстиль также может помочь сердцу перекачивать кровь по всему телу, особенно если его можно автоматически синхронизировать с сердцебиением, чтобы улучшить сердечную функцию.
Подробнее: Phuoc Thien Phan et al, Smart textiles using fluid-driven artificial muscle fibers, Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-15369-2
Phuoc Thien Phan et al, Twisting and Braiding Fluid-Driven Soft Artificial Muscle Fibers for Robotic Applications, Soft Robotics (2021). DOI: 10.1089/soro.2021.0040
Журнал: Scientific Reports
