Умни проводници като изкуствени мускули

Изследователите разработват проводници, които могат да контролират точно сложни процеси без сензори

Мъгливи и едва забележими на снимката са проводниците, които могат да "оживят" модела на прилепа. Изследователката Никол Люис от екипа около Seelecke е работила върху моделите за Музея на природните науки в Северна Каролина. Чрез взаимодействието на няколко интелигентни жици, моделите вярно възпроизвеждат истинското размахване на прилепите на прилепите. © Оливър Дитце
чете на глас

Интелигентните проводници оставят мускулите да играят: Новите никело-титанови проводници се свиват и след това се връщат в първоначалната си форма. Това им позволява да преместват прецизно техническите компоненти и да вдигат тежки товари. Номерът: Те работят без сензори, но въпреки това могат да реагират на смущения. Това позволява използването им в медицината или в животински модели. Изкуствен прилеп с жиците като полетни мускули вече лети през музея за природни науки в Северна Каролина в Рели.

Човешките мускули реагират на нервните импулси чрез свиване. Те стават все по-къси. Когато отново се отпуснат, те се връщат в първоначалната си форма. Чрез това взаимодействие на нервната система и отпускането и отпускането на мускулите, човешкото същество може да извършва всички видове движения.

Електричество контролира проводници

Дори „интелигентните“ проводници, които екипите около Стефан Зелеке и Йоахим Рудолф от университета в Саарланд работят на подобен принцип. Изследователите използват специалните свойства на проводниците, направени от никело-титановата сплав (за кратко NiTi). Тези проводници имат „дарбата“ да запомнят след промяна в старата си форма. Те притежават - както го наричат ​​учените - памет на формата: когато проводниците се нагряват, например от електрически ток, преминаващ през тях, те се свиват и стават значително по-къси. Когато захранването е изключено, те се охлаждат и стават толкова дълго, колкото преди. Тези свойства на сплавта NiTi го отличават от обикновените материали от този тип.Те разчитат на така наречените фазови трансформации: когато жицата се загрее, нейната решетъчна структура се променя, което се отразява на нейната форма.

С помощта на усъвършенствана система за управление може да се извърши пълно взаимодействие на движенията според определена хореография при взаимодействието на няколко проводника. Изследователите демонстрират това, за да моделират прилепи, на които са дали жици като изкуствени мускули. Те са проектирани да имитират отблизо истинските движения на крилото на животните - проект, по който Зелеке и неговият екип работят за Музея на природните науки в Северна Каролина. Там прилепите на прилепите вече могат да се наблюдават вярно благодарение на жиците.

Активната съставка стига точно до целта

Новата технология се използва и в медицината. Така учените създадоха инхалатор, който пренася активните съставки точно до мястото им на действие в белите дробове. Изследванията показват, че частиците на лекарството кацат на определени места в белите дробове, в зависимост от това къде точно се вдишват от мундщука на инхалатора. С интелигентните проводници тръба в мундщука вече може да бъде разположена точно така, че това „лекарствено“ действие конкретно прехвърля заряда в белите дробове en може. показ

Сега изследователите работят за оптимизиране на точния контрол на компонентите. Докато при хората команди, като разтягане или огъване на ръката, се предават от мозъка към мускулите чрез нервни импулси, това се прави от микроконтролер върху проводниците. Това е малък полупроводников чип, върху който е включено всичко за необходимото регулиране. Системата е проектирана без сензори, поради което изследователите предварително моделират процесите. Тоест, те улавят физическите условия, които са от съществено значение за процесите, и ги превеждат в математически уравнения. Целта е да се открият смущения като студено течение или други външни влияния и незабавно да се противодействат на тях. Защото проводниците работят само ако имат правилната температура.

(Университет в Саар, 26.03.2013 - KBE)