新型智能材料,可打造“活的”衣服,能自行移動
這些人造肌肉其被傳統(tǒng)纖維的螺旋線圈包圍,可以根據(jù)其初始結構進行編程以收縮或膨脹成各種形狀。
這些潛在的用途包括在醫(yī)療和健康場景中用作壓縮服裝,作為需要幫助移動的人的可穿戴輔助設備,甚至作為可以幫助被困在有限空間中的人恢復的變形軟機器人。
UNSW醫(yī)療機器人實驗室團隊的智能紡織品既可以附著在現(xiàn)有的被動材料上,也可以將人工肌肉與傳統(tǒng)紗線交織在一起,形成一種主動織物。
這些智能流體紡織品利用了液壓的優(yōu)勢,并增加了柔軟人造肌肉的快速響應、輕質、高靈活性和小尺寸。實際上,賦予了智能紡織品與人類肌肉纖維完全相同的膨脹和收縮能力。
智能紡織品可以通過編程來執(zhí)行各種所需的運動和變形,例如從2D到3D的變形結構。這種材料具有顯著的優(yōu)點,因為它是由微型柔軟的人造肌肉制成的,這種人造肌肉提供了一種薄的、柔韌的和高度舒適的結構。
它可以用于開發(fā)新的醫(yī)療壓縮設備,例如,低姿態(tài),導致更好的醫(yī)療效果。血液循環(huán)不良的患者可以從智能服裝中受益,這種服裝可以收縮,對淺靜脈施加所需的壓力,并幫助血液供應。
運動員也使用壓縮服裝以更快的速度恢復,并減少訓練后的肌肉疼痛,智能紡織品有潛力在這一領域得到利用。材料可以用于開發(fā)軟外骨骼,使殘疾人能夠再次行走或增強人類的表現(xiàn)。
該領域的大多數(shù)現(xiàn)有技術仍然基于剛性機器人服裝,未來可以創(chuàng)造一種輕便、柔軟的外骨骼,看起來和感覺就像打底褲,可以像普通衣服一樣穿著。這可以幫助那些行動不便的人行走。
在發(fā)表于的一篇論文中科學報告UNSW團隊展示了用人造肌肉纖維制造智能紡織品的不同方法。
傳統(tǒng)機器人在結構化環(huán)境中工作時很有效,但它們非常死板,在處理未知的變化環(huán)境時會遇到問題。普通機器人不能改變它們的形狀,或者從二維平面材料開始,以便能夠進入小空間,然后變形為三維物體。
利用智能紡織品的軟機器人可以變形,并被用作提升機構,如從倒塌的建筑物或其他危險環(huán)境中營救人員,或用作柔軟的管狀夾子,可以提升材料自重346倍的物體。
UNSW團隊圍繞這項新技術申請了專利合作條約(PCT ),并繼續(xù)致力于進一步的開發(fā),包括集成一個軟微型泵和無線通信模塊,這將使一個無線系統(tǒng)成為可能。
新智能紡織品也有可能幫助衰竭的心臟將血液泵送到全身,特別是如果它可以自動與心跳同步以增強心臟功能。
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來源:賢集網(wǎng)
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