Potrivit cercetărilor, micile dispozitive de acționare denumite actuatoare, adică elemente care convertesc energia și semnalele în mișcare, funcționează ca niște mușchi artificiali și-ar putea ridica de până la 1000 de ori propria greutate.
Corrado De Pascali și colegii săi din cadrul Institutului Italian de Tehnologie au dezvoltat o serie de mușchi artificiali imprimați 3D, creați pe baza unor dispozitive de acționare care transformă energia în mișcare prin umflarea mușchilor artificiali. „Am pornit de la mușchiul artificial tradițional și am dezvoltat o nouă clasă de mușchi artificiali, care sunt formați dintr-o singură componentă monolitică”, a declarat De Pascali.
Membranele de acționare, numite actuatoare bazate pe geometrie care se contractă și se alungesc (GRACE), sunt dispozitive care au fost imprimate 3D folosind o rășină flexibilă. Aceasta le permite să se întindă și să se contracte într-un mod similar cu un mușchi uman. Membrana a fost proiectată folosind un model matematic creat de cercetători.
Actuatoarele GRACE sunt diferite de generațiile anterioare de mușchi artificiali, deoarece acestea conțin pliuri în membrana lor, care se împachetează și se desfășoară, oferind mușchilor artificiali mai multă forță și flexibilitate.
În funcție de materialul utilizat pentru fabricarea actuatorului și de grosimea materialului, unele dispozitive de acționare pot ridica articole relativ grele. Atunci când a fost pus la încercare, un actuator de 8 grame a ridicat o greutate de 8 kilograme.
De asemenea, actuatoarele pot fi combinate pentru a imita mușchii și anumite părți ale corpului uman. Cercetătorii au legat 18 dispozitive de acționare de dimensiuni diferite pentru a realiza o mână robotică și o încheietură. Aplicând presiune asupra diferitelor membrane de acţionare, mâna își poate îndoi degetele, își poate răsuci palma şi se poate roti datorită încheieturii.
„Designul sistemului GRACE este interesant și nou, oferind o ușoară funcționare antagonistă”, a declarat Jonathan Aitken din cadrul Universității din Sheffield, Marea Britanie.
Aitken consideră că unul dintre cele mai inovatoare elemente este alegerea rășinii flexibile pentru realizarea actuatoarelor, care oferă o gamă de mișcare mai mare decât rășinile mai rigide utilizate până în prezent. Cu toate acestea, el este de părere că această rășină flexibilă ar putea fi dezvoltată și mai departe. „Dezvoltarea altor rășini, cu proprietăți excelente de întindere, vor crește gama de capabilități ale dispozitivelor imprimate”, a adăugat acesta.