Švýcarští vědci vyvinuli miniaturní elektromotor, který připomíná obyčejné vlákno. Je pružný, tichý a dokáže vyvinout dostatečnou sílu k pohybu robotických součástí. Technologie nazvaná FiberMotor by v budoucnu mohla najít využití v chytrém oblečení, protézách nebo pomůckách pro lidi s omezenou pohyblivostí.
Výzkumníci z univerzity EPFL ve Švýcarsku nový motor představili 7. října. Jeho průměr se pohybuje mezi jedním a třemi milimetry a tvoří ho dvě do sebe zasunutá pružná vlákna. Kolem každého z nich jsou navinuté tenké izolované měděné drátky, které fungují jako elektrody. Přestože konstrukce působí jednoduše, zařízení dokáže vytvářet pohyb bez klasických převodů nebo ozubených kol.
Místo otáčení se vlákna posouvají
Princip fungování vědci popsali ve studii zveřejněné 27. září v odborném časopise Advanced Materials. Po přivedení elektrického napětí vznikají mezi elektrodami elektrostatické síly, které způsobují vzájemný posun vláken. Vnitřní část se pohybuje uvnitř vnější podobně jako teleskopická trubice.
Na rozdíl od běžných umělých svalů, které pracují na principu natahování nebo smršťování materiálu, není rozsah pohybu FiberMotoru omezen jeho pružností. Záleží především na délce jednotlivých vláken. Motor se navíc dokáže pohybovat oběma směry a funguje i při ohnutí.
Výhodou je také schopnost reagovat na vnější sílu. Pokud člověk pohne končetinou proti směru, kterým motor právě působí, vlákna se mohou vzájemně posunout, aniž by se mechanismus zablokoval. Právě tato vlastnost je důležitá pro zařízení, která mají spolupracovat s lidským tělem.
Čtyři motory zvedly čokoládovou tyčinku
Při laboratorních testech dokázal jediný FiberMotor udržet zátěž odpovídající přibližně 75 gramům. Čtyři spojené motory pak zvedly čokoládovou tyčinku vážící 46 gramů a dokázaly také ohnout robotický prst ovládaný pomocí šlachového mechanismu.
Výzkumníci motor zabudovali rovněž do prototypu oděvu v oblasti kolene. Díky malým rozměrům by se podobné součástky mohly v budoucnu rozmístit přímo do textilie a pomáhat například při chůzi nebo rehabilitaci.
Technologie je zatím ve fázi vývoje. Testované motory potřebovaly externí vysokonapěťový zdroj a před využitím v nositelných zařízeních bude nutné vyřešit také jejich odolnost a bezpečnost. Vědci proto pracují na dalších úpravách konstrukce a použitých materiálů.
První autor studie Sylvain Schaller už založil společnost Elecsyor, která se má zabývat komerčním využitím této technologie. Vedle chytrého oblečení se počítá také s možným využitím v lehkých protézách nebo zařízeních poskytujících hmatovou odezvu ve virtuální realitě.