Otot Buatan Lebih Kuat dan Fleksibel Dibandingkan Otot Alami

Otot Buatan Lebih Kuat dan Fleksibel Dibandingkan Otot Alami. Para peneliti di University of California, Los Angeles (UCLA) telah mengembangkan bahan baru untuk membangun otot buatan yang lebih kuat dan 10 kali lebih fleksibel daripada otot alami, kata siaran pers universitas.

Para ilmuwan telah tertarik untuk mereplikasi otot-otot dalam tubuh, yang kemudian dapat digunakan untuk membuat robot lunak dan teknologi haptic baru dengan indera peraba. Ada banyak material lunak yang diketahui oleh para ilmuwan material yang dapat melakukan pekerjaan ganda dalam memberikan output mekanis sekaligus tetap dapat bertahan dalam kondisi regangan tinggi.

Kelas bahan yang disebut elastomer dielektrik (DE) dapat memberikan fleksibilitas dan ketangguhan, dan tidak hanya ringan tetapi juga memiliki kepadatan energi elastis yang tinggi. DE dapat dibuat dari senyawa alami atau sintetis dan merupakan polimer yang dapat berubah ukuran atau bentuk ketika medan listrik diterapkan. Ini menjadikannya bahan yang ideal untuk membuat aktuator yaitu mesin yang dapat mengubah energi listrik menjadi kerja mekanis.

Perkembangan Teknologi Otot Buatan

Saat ini, DE diproduksi menggunakan akrilik atau silikon dan meskipun ini berguna, mereka juga memiliki kekurangan tertentu. DE yang terbuat dari akrilik dapat menangani regangan tingkat tinggi tetapi membutuhkan pra-peregangan dan kurang fleksibel. Di sisi lain, DE silikon dapat dibuat dengan mudah tetapi gagal menangani regangan tinggi.

Bekerja dengan organisasi nirlaba, SRI International (sebelumnya dikenal sebagai Stanford Research Institute), tim di UCLA menggunakan bahan kimia yang tersedia secara komersial dan proses pengawetan berbasis sinar ultraviolet (UV) untuk meningkatkan DE berbasis akrilik.

Para peneliti mampu mengubah ikatan silang dalam rantai polimer bahan untuk membuat DE lebih lembut, fleksibel, dan lebih sederhana untuk diskalakan tanpa kehilangan daya tahan atau kekuatan. Perubahan dalam proses manufaktur memungkinkan para peneliti untuk membuat film tipis DE, yang mereka sebut sebagai elastomer dielektrik kinerja tinggi yang dapat diproses atau PHDE.

Bagaimana PHDE dapat digunakan?

Film PHDE setipis rambut manusia dan sama ringannya. Melapisi film-film ini dapat membantu para peneliti membuat aktuator mini yang dapat bekerja seperti jaringan otot dan menghasilkan energi mekanik yang cukup untuk menggerakkan robot kecil.

Bahan lembut telah berlapis sebelumnya. Namun, metode yang digunakan untuk melakukannya melibatkan penggunaan resin cair yang perlu diendapkan terlebih dahulu dan kemudian disembuhkan. Proses “basah” seperti itu dapat menghasilkan aktuator dengan lapisan yang tidak rata, yang menghasilkan kinerja yang buruk. Inilah sebabnya mengapa otot buatan yang mungkin pernah Anda lihat di masa lalu hanya setebal satu lapis.

Para peneliti UCLA juga mengerjakan aspek ini dan menerapkan proses kering di mana film PHDE diletakkan berlapis-lapis menggunakan pisau dan kemudian disembuhkan dengan UV. Proses yang disederhanakan bahkan memungkinkan para peneliti untuk membuat aktuator yang menyerupai kaki laba-laba yang menekuk dan kemudian melompat, atau bahkan berputar dan kemudian berputar.

Aktuator baru ini dapat menghasilkan kekuatan berkali-kali lebih banyak daripada otot biologis dan antara 3-10 kali lebih fleksibel daripada rekan alami mereka, siaran pers mengklaim. Dalam sebuah demonstrasi, para peneliti menunjukkan bahwa aktuator bisa melempar bola yang beratnya 20 kali lipat.

“Aktuator yang fleksibel, serbaguna, dan efisien ini dapat membuka gerbang untuk otot buatan pada robot generasi baru, atau dalam sensor dan teknologi yang dapat dipakai yang dapat meniru atau bahkan meningkatkan gerakan dan kemampuan seperti manusia secara lebih akurat,” kata Qibing Pei, seorang profesor ilmu material. dan teknik di UCLA.

Penelitian tersebut telah dipublikasikan di jurnal Science.

Sumber: Interestingengineering.com