Мягкие роботы отличаются от обычных «твердых» некоторыми уникальными возможностями, связанными с особенностями их строения, но в большинстве случаев они не могут похвастаться скоростью их движений. Искусственные мускулы, которые приводят их в действие, основаны на использовании пневматических или гидравлических элементов, обладающих явно недостаточной скоростью реакции. 
Исследователи из Школы Технических и прикладных наук Джона А. Полсона (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) Гарвардского университета разработал новый материал из класса диэлектрических эластомеров, который при низком управляющем напряжении обеспечивает движение в достаточно широком диапазоне, не требуя при этом необходимости использования твердых электронных компонентов.
«Мы считаем, что новый материал может стать палочкой-выручалочкой области мягкой робототехники» — рассказывает Мишу Дудута (Mishu Duduta), ведущий исследователь, — «Электричество легко хранить и им легко управлять. Но электрические потенциалы, необходимые ранее для срабатывания искусственных мускулов из полимерных материалов, имеют высокий потенциал, во много раз превышающий предел допустимой безопасности, эффективности и целесообразности».
Новый материал для искусственных мускулов является объединением двух различных материалов. Первым материалом является эластомер, разработанный учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. А вторым материалом является сетка из углеродных нанотрубок, играющая роль электрода. Совмещение всех положительных свойств этих двух материалов позволило получить материал, значительно выигрывающий по всем показателям у искусственных мускулов на основе других полимеров и эластомеров.
Большинство диэлектрических эластомеров имеет весьма ограниченный диапазон движения. Помимо этого, такой материал должен быть растянут и приложен к основанию из более твердого материала. Новый эластомер в исходном состоянии является жидким. Он полимеризуется под воздействием ультрафиолетового света, превращаясь в тонкую пленку с чрезвычайно липкой поверхностью, что позволяет слоям материала хорошо сцепляться друг с другом и со слоями нанотрубочных электродов.
Искусственные мускулы из новых материалов представляют собой многослойную структуру, в которой слои эластомера чередуются со слоями нанотрубочных электродов. Такая структура обеспечивает высокую эффективность работы материала, ведь каждый из слоев-электродов приводит в действие два слоя эластомера, сверху и снизу его. А малая толщина диэлектрических слоев обеспечивает то, что для сокращения эластомера требуется воздействие электрического поля совсем небольшого потенциала.
Такие искусственные мускулы могут использоваться почти везде в области робототехники, в миниатюрных электронных устройствах, в автоматизированном медицинском оборудовании, включая и роботов-хирургов.
«Обеспечение движения — одна из самых сложных проблем в робототехнике» — рассказывает Мишу Дудута, — «В большинстве существующих роботов используются пневматические и гидравлические привода, обычные или шаговые электрические двигатели. Однако, у мягких роботов имеется еще меньший выбор. Наш новый материал позволит решить все эти проблемы, открывая путь для резкого рывка развития мягкой робототехники».
Обсуждение закрыто.