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exoesqueleto suave

09.07.2013

Por primera vez, científicos e ingenieros lograron crear un "exoesqueleto blando" basado en el uso de músculos artificiales, en pocas palabras, este es, de hecho, un "traje de superhombre" que se puede usar para aumentar la fuerza y la resistencia.

La unidad inusual fue creada por especialistas de las universidades de Harvard y Boston por orden del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El dispositivo es un conjunto adicional de músculos que funciona con un compresor de aire. Esto distingue fundamentalmente este desarrollo de otros análogos del tipo HULC, que están equipados con "huesos" de metal pesado o plástico con accionamientos hidráulicos o eléctricos. Por lo tanto, los desarrolladores llaman a su invento un "exotraje", porque como tal no tiene esqueleto: solo una malla compleja que se ajusta a las piernas y, con la ayuda de pneumomuscles, ayuda a los músculos humanos a doblar y desdoblar las extremidades.

El traje incluye músculos neumáticos, un compresor, un acumulador de presión (es decir, un cilindro de aire comprimido) y sensores que se instalan en las articulaciones de la rodilla, la cadera y el tobillo. Los sensores monitorean continuamente la posición de las piernas y contraen/enderezan los músculos neumáticos en un momento estrictamente definido.

Una vez más, el exotraje actúa como un conjunto adicional de músculos y fortalece a una persona, como si hubiera estado involucrada intensamente en el entrenamiento físico durante varios años. Teóricamente, un exotraje puede producir una potencia varias veces mayor que la fuerza de nuestros músculos, pero esto plantea la cuestión de la carga permisible en los huesos y articulaciones humanos, ya que el traje no tiene su propio esqueleto artificial. Sin embargo, para una persona adulta bien entrenada, el traje ofrece serias ventajas en la fuerza, incluso si la aumenta "solo" en un 20-30%. Además, con la llegada de músculos ligeros y potentes, será fácil combinar un exotraje con un exoesqueleto que asuma una carga insoportable para una persona.

Según los desarrolladores, el uso del exotraje es muy natural: simplemente sientes cómo el "poder mágico" te ayuda a caminar y levantar objetos pesados. Cuando te quitas el exotraje, sientes que estás perdiendo fuerza adicional. La "naturalidad" única del exotraje es incomparable con los exoesqueletos torpes y pesados. Por supuesto, el exotraje no te permite llevar una carga de 10 kg durante 100 horas, pero en el futuro será posible esconderlo debajo de tu ropa. El exotraje pesa 7,5 kg y está tan finamente afinado que el usuario a veces olvida que existe.

Los desarrolladores creen que su exotraje puede ser útil en tres áreas. Principalmente con fines militares, para ayudar a los soldados a viajar distancias más largas y transportar cargas más pesadas. Además, se puede utilizar en medicina deportiva y de rehabilitación. En este último caso, el exotraje puede ayudar a las personas que no han perdido la capacidad de andar, pero que tienen los músculos debilitados o atrofiados.

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Tecnología para imprimir objetos XNUMXD a partir de líquido 07.04.2018

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han desarrollado una forma de imprimir objetos y estructuras tridimensionales hechos completamente de materiales líquidos. Utilizando una impresora XNUMXD mejorada, crearon redes de "tubos" de agua en aceite de silicona. Esta tecnología se puede utilizar para crear productos electrónicos líquidos que alimentan dispositivos flexibles y elásticos. Además, este método permitirá la separación y estudio de moléculas individuales, la entrega de “bloques de construcción” para la fabricación de mecanismos a nanoescala y sistemas microelectromecánicos.

Los filamentos de agua impresos tenían un espesor de 10 micras a 1 milímetro con una longitud de filamento de varios metros. Para implementar esta tecnología, los científicos tuvieron que desarrollar un método que no permita que el agua se rompa en gotas separadas durante la impresión. La solución a este problema fue un material tensioactivo especial que se une y retiene el agua.

Este material se obtuvo llenando agua con nanopartículas de oro y moléculas de aceite polimérico especiales, en las que se exprimió el agua. Las nanopartículas de oro y las moléculas de polímero se atraen y se adhieren entre sí, creando un límite claro entre el agua y el aceite. Al mismo tiempo, el límite creado por las nanopartículas y las moléculas de polímero se parece al vidrio en su estructura, pero este material se puede estirar o deformar sin perder su función de "separación".

"La estabilidad de los límites significa que podemos extruir agua en un tubo y seguirá siendo un tubo. Podemos moldear el agua en un elipsoide y conservará su forma", escriben los investigadores durante varios meses.

Después de eso, los investigadores tomaron una impresora XNUMXD estándar y eliminaron todos los componentes asociados con la extrusión de plástico, reemplazándolos con una jeringa con una aguja delgada a través de la cual se extruye agua llena de nanopartículas. Y después de eso, la impresora, ejecutando un software estándar, pudo crear cualquier forma de tubos de agua en un recipiente lleno de aceite de silicona.

"Ahora somos capaces de 'conducir' filamentos de agua en cualquier lugar en tres dimensiones", escriben los investigadores, "sin embargo, después de eso podemos ejercer un cierto efecto sobre el material, que violará la estabilidad de la capa límite y forzará los filamentos de agua. para cambiar su forma. Esto nos da la oportunidad de una reconfiguración interminable de estructuras líquidas impresas que tienen la posibilidad de convertirse en el futuro en la base de la electrónica líquida reconfigurable".

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