ماهیچه مصنوعی، اصطلاحی است که برای همه مواد و ابزارهایی استفاده می شود که قابلیت بازگشت پذیری، کش آمدن، چرخش حول یک مؤلفه بر اساس یک تحریک کننده بیرونی را دارند ( مانند ولتاژ، جریان، فشار یا دما ) . [ ۱] سه عملگر پایه ای - کشش، بازشدن و چرخش - که می توانند با هم ترکیب شوند و انواع حرکات دیگر را تولید کنند ( مانند خم شدن، به وسیله کشش یک سمت ماده در حالی که سمت دیگر باز می شود ) . موتورهای متعارف و عملگرهای پنوماتیکی خطی یا چرخشی واجد شرایط ماهیچه های مصنوعی نیستند، زیرا آن ها بیش از یک جز درگیر در عملگرها دارند.
با توجه به انعطاف پذیری بالای آنها، تطبیق و نسبت قدرت به وزن در مقایسه با عملگرهای سفت و سخت، ماهیچه های مصنوعی تکنولوژی با پتانسیل بالایی برای جایگزینی است. اما در حال حاضر در موارد محدودی استفاده می شود، این تکنولوژی می تواند کاربردهای بسیار زیادی در زمینه های صنعت، پزشکی، رباتیک و بسیاری از کاربردهای دیگر در آینده داشته باشد. [ ۲]
به طور کلی، یک معیار قطعی برای مقایسهٔ محرک های طبیعی و مصنوعی وجود ندارد ولی می توان به کمک معیارهای قدرت که شامل تنش، کرنش، نرخ کرنش، عمر چرخه و مدول الاستیک می باشد، ویژگی های عضلات مصنوعی و طبیعی را با یکدیگر مقایسه نمود. برخی از متخصصین ( مانند هوبر، ۱۹۹۷ ) معیارهای دیگری مانند چگالی و وضوح کرنش را نیز در نظر گرفته اند. از سال ۲۰۱۴، قوی ترین فیبرهای ماهیچه ای مصنوعی موجود می توانند قدرتی صد برابر بیشتر از فیبرهای عضلانی طبیعی ارائه دهند. [ ۳]
محققان سرعت، چگالی انرژی، قدرت و کارایی عضلات مصنوعی را اندازه گیری می کنند. هیچ نوع ماهیچه مصنوعی در همه زمینه ها بهترین نیست. [ ۴]
ماهیچه های مصنوعی را می توان بر اساس مکانیسم تحریک آنها به سه گروه عمده تقسیم کرد. [ ۱]
پلیمرهای الکترواکتیو ( EAPs ) پلیمرهایی هستند که می توانند از طریق اعمال میدان های الکتریکی فعال شوند. در حال حاضر، برجسته ترین EAPها شامل پلیمرهای پیزوالکتریک، محرک های دی الکتریک ( DEAs ) ، الاستومرهای پیوند الکترواستریکتیو، الاستومرهای کریستال مایع ( LCE ) و پلیمرهای فروالکتریک است. این EAPها می توانند خم شوند اما ظرفیت پایین آنها برای حرکت گشتاوری از محدودیت های آنها می باشد. علاوه بر این، هنوز یک استاندارد رسمی پذیرفته شده برای ساخت محصولات EAP تنظیم نشده است و به همین دلیل تجاری سازی نشده اند. با این حال، پیشرفت قابل توجهی در فناوری EAP از دهه ۱۹۹۰ حاصل شده است. [ ۵]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفبا توجه به انعطاف پذیری بالای آنها، تطبیق و نسبت قدرت به وزن در مقایسه با عملگرهای سفت و سخت، ماهیچه های مصنوعی تکنولوژی با پتانسیل بالایی برای جایگزینی است. اما در حال حاضر در موارد محدودی استفاده می شود، این تکنولوژی می تواند کاربردهای بسیار زیادی در زمینه های صنعت، پزشکی، رباتیک و بسیاری از کاربردهای دیگر در آینده داشته باشد. [ ۲]
به طور کلی، یک معیار قطعی برای مقایسهٔ محرک های طبیعی و مصنوعی وجود ندارد ولی می توان به کمک معیارهای قدرت که شامل تنش، کرنش، نرخ کرنش، عمر چرخه و مدول الاستیک می باشد، ویژگی های عضلات مصنوعی و طبیعی را با یکدیگر مقایسه نمود. برخی از متخصصین ( مانند هوبر، ۱۹۹۷ ) معیارهای دیگری مانند چگالی و وضوح کرنش را نیز در نظر گرفته اند. از سال ۲۰۱۴، قوی ترین فیبرهای ماهیچه ای مصنوعی موجود می توانند قدرتی صد برابر بیشتر از فیبرهای عضلانی طبیعی ارائه دهند. [ ۳]
محققان سرعت، چگالی انرژی، قدرت و کارایی عضلات مصنوعی را اندازه گیری می کنند. هیچ نوع ماهیچه مصنوعی در همه زمینه ها بهترین نیست. [ ۴]
ماهیچه های مصنوعی را می توان بر اساس مکانیسم تحریک آنها به سه گروه عمده تقسیم کرد. [ ۱]
پلیمرهای الکترواکتیو ( EAPs ) پلیمرهایی هستند که می توانند از طریق اعمال میدان های الکتریکی فعال شوند. در حال حاضر، برجسته ترین EAPها شامل پلیمرهای پیزوالکتریک، محرک های دی الکتریک ( DEAs ) ، الاستومرهای پیوند الکترواستریکتیو، الاستومرهای کریستال مایع ( LCE ) و پلیمرهای فروالکتریک است. این EAPها می توانند خم شوند اما ظرفیت پایین آنها برای حرکت گشتاوری از محدودیت های آنها می باشد. علاوه بر این، هنوز یک استاندارد رسمی پذیرفته شده برای ساخت محصولات EAP تنظیم نشده است و به همین دلیل تجاری سازی نشده اند. با این حال، پیشرفت قابل توجهی در فناوری EAP از دهه ۱۹۹۰ حاصل شده است. [ ۵]
wiki: ماهیچه مصنوعی