Güney Kore’deki bilim insanları,gelecekte insansı robotlarda kullanılabilecek bir yapay kas geliştirdi. Bu yeni kasın en dikkat cazibeli özelliği, gereksinim duyulduğunda hem esnek hem de gergin olabilmesi. Bu, yapay kas araştırmalarında bir birinci olarak kabul ediliyor. Çalışmanın sonuçları, 7 Eylül’de Advanced Functional Materials mecmuasında yayımlandı.
Araştırmanın başyazarı ve Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (UNIST) Makine Mühendisliği Kısmı profesörü Hoon Eui Jeong, yaptığı açıklamada şunları söyledi: “Bu araştırma, klasik yapay kasların temel kısıtlamasını ortadan kaldırıyor. Zira eski sistemler ya çok esnek ancak zayıf, ya da güçlü lakin sertti. Bizim geliştirdiğimiz kompozit materyal her iki özelliği de bir ortada sunabiliyor. Bu da çok taraflı yumuşak robotlara, giyilebilir aygıtlara ve sezgisel insan-makine arayüzlerine kapı aralıyor.”
Yapay kaslar ekseriyetle esneklik ile dayanıklılık ortasında bir istikrar kurmakta zorlanıyor. Bir kasın kâfi güç üretebilmesi için gerilebilirken tıpkı vakitte güçlü de olması gerekiyor. Bu zorluk, çalışma yoğunluğu olarak isimlendirilen, ünite hacim başına üretilen güç ölçüsünü direkt etkiliyor. Bilim insanları, yumuşak yapay kasların gelecekte dönüştürücü bir potansiyele sahip olduğuna inanıyor; zira bu yapılar hafif, çok taraflı hareket edebilen ve insan dokularına mekanik olarak uyumlu sistemler sunuyor.
İnsansı robotlar için yeni bir dönem
Araştırmacılar, geliştirdikleri yapay kası “yüksek performanslı manyetik kompozit aktüatör” olarak tanımlıyor. Bu, kasın çekme-bırakma hareketini taklit edebilmek için birbiriyle kontaklı polimerlerden oluşan karmaşık bir kimyasal yapı manasına geliyor.
Bu polimerlerden biri, sertlik düzeyini değiştirebiliyor ve yüzeyinde manyetik mikropartiküller barındıran bir matris içinde bulunuyor. Bu sayede kasın sertliği ayarlanabiliyor ve hareket edebilmesi sağlanıyor. Yeni tasarım, kovalent bağlı kimyasal ve tersine çevrilebilir fizikî etkileşim ağı üzere iki farklı bağ sistemini birleştiriyor.
Bu çift katmanlı yapı, kasın uzun mühlet güçlü çalışabilmesini mümkün kılıyor. Sertlik ve esneklik ortasındaki istikrar ise bu çift bağ mimarisiyle sağlanıyor. Ayrıyeten, kasın yüzeyine yerleştirilen NdFeB mikropartikülleri, renksiz bir sıvı olan oktadesiltriklorsilan aracılığıyla fonksiyonel hale getiriliyor. Bu parçacıklar polimer matris boyunca dağıtılıyor.
İnsan kasını geride bırakan güç
Yapay kas, ağır yük taşırken sertleşiyor; kasılma sırasında ise yumuşayarak esnek hale geliyor. Yalnızca 1,13 gram yükündeki bu kas, 5 kilogram yükü taşıyabiliyor. Yani kendi yükünün 4.400 katı kadar.
İnsan kası yaklaşık yüzde 40 oranında kasılabilirken, bu sentetik kas yüzde 86,4 oranında bir gerilme elde ediyor. Bu da insan kasından iki kat daha fazla demek. Ayrıyeten, 1.150 kilojul/metreküp çalışma yoğunluğuna ulaşarak insan dokusunun kapasitesini 30 kat aşıyor. Esneklik ile gücü bir ortada sunabilen bu teknoloji, makinelerin insan hareketini çok daha doğal biçimde taklit edebilmesinin önünü açıyor.
Not: Giriş görseli temsilidir. Yapay zeka ile oluşturulmuştur.
