Moderni roboti mogu mnogo. Ali u isto vrijeme, oni su daleko od ljudske lakoće i gracioznosti pokreta. A greška je - nesavršeni umjetni mišići. Naučnici iz mnogih zemalja pokušavaju riješiti ovaj problem. Članak će biti posvećen sažetak njihovim neverovatnim izumima.

Polimerni mišići naučnika iz Singapura

Korak ka tome da su izumitelji iz National Today nedavno napravili, teške androide pokreću hidraulični sistemi. Značajan nedostatak potonjeg je mala brzina. Vještački mišići za robote, koje su predstavili singapurski naučnici, omogućavaju kiborzima ne samo da podižu predmete koji su 80 puta teži od njih vlastitu težinu ali i da to uradi brzo kao čovek.

Inovativni dizajn, koji se proteže pet puta u dužinu, pomaže robotima da "zaobiđu" čak i mrave, koji, kao što znate, mogu nositi predmete 20 puta teže od težine vlastitog tijela. Polimerni mišići imaju sljedeće prednosti:

• fleksibilnost;
• udarna snaga;
• elastičnost;
• mogućnost promjene oblika u nekoliko sekundi;
• sposobnost transformacije kinetička energija u električnu.

Međutim, naučnici neće stati na tome – planiraju da naprave veštačke mišiće koji bi robotu omogućili da podigne teret 500 puta teži od njega samog!

Otkriće sa Harvarda - mišići od elektroda i elastomera

Pronalazači koji rade na Školi za primijenjene i inženjerske nauke na Univerzitetu Harvard predstavili su kvalitativno nove umjetne mišiće za takozvane "meke" robote. Prema znanstvenicima, njihova zamisao, koja se sastoji od mekog elastomera i elektroda, koje uključuju ugljične nanocijevi, po kvaliteti nije inferiorna od ljudskih mišića!

Svi roboti koji danas postoje, kao što je već spomenuto, bazirani su na pogonima, čiji je mehanizam hidraulički ili pneumatički. Takvi sistemi se napajaju komprimiranim zrakom ili reakcijom hemijske supstance. Zbog toga je nemoguće konstruirati robota koji je mekan i brz kao čovjek. Naučnici sa Harvarda su ovaj nedostatak eliminisali kreiranjem kvalitativno novog koncepta veštačkih mišića za robote.

Novi kiborg mišić je višeslojna struktura u kojoj elektrode nanocijevi stvorene u Clarkovoj laboratoriji kontrolišu gornji i donji sloj fleksibilnih elastomera, zamisao naučnika sa Univerziteta u Kaliforniji. Takvi mišići su idealni i za "meke" androide i za laparoskopske instrumente u hirurgiji.

Naučnici sa Harvarda nisu se zaustavili na ovom izuzetnom izumu. Jedan od njihovih najnovijih dostignuća je biorobot raža. Njegove komponente su ćelije srčanog mišića štakora, zlato i silikon.

Izum Bauchmannove grupe: još jedna vrsta umjetnog mišića zasnovanog na ugljičnim nanocijevima

Davne 1999. godine, u australskom gradu Kirchberg, na 13. sastanku Međunarodne zimske škole o elektronskim svojstvima inovativnih materijala, održao je prezentaciju naučnik Ray Bauchman, koji radi u Allied Signalu i vodi međunarodnu istraživačku grupu. Njegova poruka bila je na temu izrade umjetnih mišića.

Programeri pod vodstvom Raya Bauchmana uspjeli su predstaviti listove nanopapira u obliku listova. Cijevi u ovom izumu bile su na sve moguće načine isprepletene i pomiješane jedna s drugom. Sam nanopapir je svojim izgledom podsjećao na običan papir - mogao se držati u rukama, rezati na trake i komade.

Eksperiment grupe je naizgled bio vrlo jednostavan - naučnici su na njih pričvrstili komade nanopapira različite strane ljepljivom trakom i spustio ovaj dizajn u fiziološki elektroprovodljivi rastvor. Nakon uključivanja niskonaponske baterije, obje nanotrake su se izdužile, posebno onaj spojen na negativni pol električne baterije; onda se papir sklupčao. Model umjetnih mišića je funkcionirao.

I sam Bauchman vjeruje da će njegov izum, nakon kvalitativne modernizacije, značajno promijeniti robotiku, jer takvi ugljični mišići stvaraju električni potencijal kada se savijaju/proširuju - proizvode energiju. Osim toga, takvi mišići su tri puta jači od ljudskih, mogu funkcionirati na ekstremno visokim i niskim temperaturama, koristeći za svoj rad nisku struju i napon. Sasvim ga je moguće koristiti za protetiku ljudskih mišića.

Univerzitet u Teksasu: umjetni mišići napravljeni od ribarske linije i konca za šivanje

Jedan od najneverovatnijih je rad naučna grupa sa Univerziteta Teksas, koji se nalazi u Dallasu. Uspjela je nabaviti model umjetnih mišića, koji svojom snagom i snagom podsjeća na mlazni motor - 7,1 KS / kg! Takvi mišići su stotine puta jači i produktivniji od ljudskih. Ali ono što najviše iznenađuje ovdje je to što su napravljeni od primitivnih materijala - polimerne pecarske linije visoke čvrstoće i konca za šivanje.

Ishrana takvog mišića je temperaturna razlika. Obezbeđuje ga konac za šivanje presvučen tankim slojem metala. Međutim, u budućnosti bi mišići robota mogli biti podstaknuti promjenama temperature njihovog okruženja. Ovo svojstvo, inače, može se koristiti za odjeću koja se prilagođava vremenskim uvjetima i druge slične uređaje.

Ako je polimer uvrnut u jednom smjeru, tada će se naglo skupiti kada se zagrije i brzo se rastegnuti kada se ohladi, a ako se uvije u drugom smjeru, onda će biti potpuno obrnuto. Takav jednostavan dizajn može, na primjer, rotirati cijeli rotor brzinom od 10 hiljada okretaja / min. Prednost ovakvih umjetnih mišića sa užeta je u tome što se mogu kontrahirati do 50% svoje prvobitne dužine (ljudski samo 20%). Osim toga, odlikuje ih nevjerovatna izdržljivost - ovaj mišić se ne "umara" čak ni nakon milion ponavljanja akcije!

Od Teksasa do Amura

Otkriće naučnika iz Dalasa inspirisalo je mnoge naučnike iz celog sveta. Međutim, samo je jedan robotičar uspio uspješno ponoviti svoje iskustvo - Aleksandar Nikolajevič Semočkin, šef laboratorije informacione tehnologije na BSPU.

U početku je izumitelj strpljivo čekao nove članke u Scienceu o masovnoj implementaciji izuma američkih kolega. Budući da se to nije dogodilo, amurski znanstvenik odlučio je sa svojim istomišljenicima ponoviti prekrasno iskustvo i vlastitim rukama stvoriti umjetne mišiće od bakrene žice i užeta. Ali, nažalost, kopija nije bila održiva.

Najlonski umjetni mišići

Uz običnu ribarsku liniju od polimernog materijala, možete napraviti zabavno iskustvo. Ako rastegnete uže za pecanje po dužini i, držeći jedan kraj, dugo okrećete drugi oko svoje ose, tada se na ribarskoj liniji formiraju gusti prstenovi i ona poprima oblik spiralne opruge. Kada se zagreje, ova opruga se skuplja, a kada se ohladi, produžava. Kombinovani tim novosibirskih školaraca istraživao je svojstva takvog "vještačkog mišića" na Međunarodnom turniru mladi fizičari IYPT-2015. Zanimljivo je da se za kvantitativni opis kontrakcije takvih mišića može koristiti Kalugaryan-White-Fuller teorem, koji se ranije koristio u molekularnoj biologiji za opisivanje supernamotane DNK.

Umjetna mišićna vlakna sposobna da se više puta kontrahiraju pod utjecajem vanjskog stimulusa i obavljaju mehanički rad mogu naći primjenu u raznim primjenama u bliskoj budućnosti, od egzoskeleta i industrijskih robota do mikrofluidnih tehnologija. Razvoj i istraživanje umjetnih mišića provodi se u različitim smjerovima - metali s pamćenjem oblika, elektroaktivni polimeri, snopovi ugljičnih nanocijevi. Nedavno je grupa istraživača predložila upotrebu spirala, uvijenih od obične ribarske linije (Haines et al., 2014). Takav umjetni mišić se značajno skuplja kada se zagrije i ponovo se izdužuje kada se ohladi. Od učesnika je zatraženo da naprave spiralni mišić od najlonske uže za pecanje i istraže njegova svojstva. Međunarodni turnir mladi fizičari IYPT-2015 u problemu "Umjetni mišić".

Mišićima je potreban trening

U našim eksperimentima koristili smo uže za pecanje promjera 0,7 mm. Da bismo ga umotali u spiralu, fiksirali smo električnu bušilicu u okomitom položaju, stegnuli jedan kraj uže za pecanje u steznu glavu, a na drugi kraj pričvrstili uteg od 3 N - s ovom težinom, konopac se neće slomiti , ali će se uvijati u jednoličnu spiralu. U procesu uvijanja, teret se mora podići bez okretanja oko vertikalne ose, za što je na njemu ugrađen zasun.

Kada se uzdužna vlakna na površini linije savijaju za oko 45° u odnosu na uzdužnu os, linija počinje da se uvija u čvrstu spiralu. Originalni komad ribarske linije dužine 1 m, kada se uvije, pretvara se u 17 cm takve spirale. U ovom slučaju, najlon prolazi tako jaku plastičnu deformaciju da se nakon uklanjanja rotacijske sile spirala gotovo ne odmotava. U principu, ovo novo stanje vlakana može se popraviti polaganim zagrijavanjem uže za pecanje na temperaturu blizu tačke topljenja, a zatim je hlađenjem.

Kako bismo izbjegli odmotavanje zavojnice tokom narednih testova, napravili smo umjetni mišić od dvije spirale sa desnim i lijevim zavojima, pričvršćujući ih paralelno. Odozdo je podignuto opterećenje bilo pričvršćeno za vertikalno visi mišić. Da bi se mišić kontrahirao, na njegov gornji kraj primijenjena je cijev. vruća voda, koja je slobodno tekla niz spirale. Temperatura mišića je mjerena termičkim senzorom koji je pričvršćen na njega, a elongacija je mjerena ultrazvučnim senzorom pomaka.

Rad koji obavlja motor da pomjeri opterećenje u odnosu na konstantu operativna snaga, jednak je proizvodu veličine sile i pomaka. Na primjer, pri pomicanju slobodno ovješenog tereta težine 10 N prema gore (tj. u smjeru suprotnom od vektora gravitacije) za 0,03 m, dizalo radi 10 N × 0,03 m = 0,3 J.

Izmjerivši u nekoliko uzastopnih testova kako dužina mišića s opterećenjem od 10 N okačenog na njega ovisi o temperaturi, otkrili smo učinak treninga: nakon prvih ciklusa zagrijavanja i hlađenja mišić je postao duži, ali od četvrtog kada su ciklusi počeli da se reproduciraju, tako da je trenirani mišić bio dugačak 200 mm kada se zagrijao od 20 do 80°C, svaki put se smanjivao za 30 mm, radeći rad od 0,3 J, a zatim istezao za istu količinu pri hlađenju . Pri zagrevanju spirala je apsorbovala toplotnu energiju od 50 J, tako da je efikasnost mišića bila 0,06%.

Twist i serpentine

Objasnimo sada zašto se najlonska spirala skuplja s povećanjem temperature. Iskustvo pokazuje da se kada se zagrije, neupletena ribarska vrpca s visećim teretom također se skuplja, iako ne tako primjetno. Ovo smanjenje je zbog anizotropije materijala od kojeg je linija napravljena. Kada se rastopljeni najlon provuče kroz predilicu, dugi molekuli polimera se orijentišu duž linije. Kada se zagreju, nabijena polimerna vlakna se ponašaju na isti način kao niti istegnute gume (Treloar, 1975) - skupljaju se, povećavajući entropiju sistema.

Sada razmislite o ribarskoj liniji koja je uvijena u stanje u kojem se počinje uvijati u spiralu. Kao što je već spomenuto, u ovom stanju, uzdužna vlakna na površini ribolovne linije su uvijena pod oko 45 ° u odnosu na os. Kada se konopac zagrije, upletena vlakna se skupljaju, uzrokujući odmotavanje konopa. Radi jednostavnosti, pretpostavit ćemo da ako se vlakna smanje za 1%, tada je broj okretaja kojim se ribarska linija odmotava 1% od ukupnog broja okretaja za koje se uvija.

Ostaje nam da shvatimo kako su kontrakcija vlakana i kontrakcija spiralnog mišića povezani. Razvoj jednostavnog matematičkog modela koji opisuje ovaj odnos bio je važan dio našeg rješenja problema. Kao rezultat toga, da bismo opisali kontrakciju spirale, primijenili smo formulu Kalugaryan-White-Fuller (CWF):

što je dokazano u diferencijalnoj geometriji (Călugăreanu, 1959; White, 1969; Fuller, 1971), a zatim je našlo primenu u molekularnoj biologiji u opisu supersmotane DNK (Fuller, 1978; Pohl, 1980).

Broj angažmana Lk vezni broj) u ovoj formuli pokazuje za koliko zavoja je donji kraj pecaljke bio uvrnut u odnosu na gornji. Ovaj broj je topološka invarijanta: ostaje nepromijenjen tijekom deformacija spirale, ako se donji kraj ribolovne linije ne odmota u odnosu na gornji.

Formula CWF kaže da se broj veze može razložiti u dva pojma - Tw ( uvijanje) i Wr ( pisanje), čiji zbroj u našem eksperimentu ostaje nepromijenjen. Broj Tw karakterizira zavoj vlakana unutar ribarske linije (primarni); broj Wr je vanjski zavoj same ribarske linije (sekundarni), kada formira prostornu spiralu.

Da biste bolje razumjeli značenje ove formule, uzmite tanku plastičnu vrpcu, povucite ravnu liniju na njenoj površini markerom, a zatim zavijte ovaj kabel oko komada debele cijevi tako da povučena linija bude okrenuta prema van od cijevi. Pretpostavimo da je kabel omotan oko cijevi 5 okretaja. U ovom stanju, unutrašnji zavoj vlakana kabla je Tw = 0, a broj mreže jednak je spoljašnjem uvrtanju: Lk = Wr = 5. Sada uhvatite krajeve kabla sa obe ruke, izvadite gajtan iz cevi bez razdvajanja ruku i istegnite ga. Vrpca se ispružila u pravoj liniji, prostorni prstenovi su nestali, a sada je njegov vanjski zavoj Wr = 0. U ovom slučaju, ispostavilo se da je kabel uvijen oko svoje ose, a broj zavoja njegovog unutrašnjeg uvijanja postao je jednak broj zahvata: Tw = Lk = 5.

U gore navedenim matematičkim radovima pronađena je matematička formula za izračunavanje vanjskog uvijanja Wr u općem slučaju. Za ravnomjeran spiralni uvijanje, ova formula je uvelike pojednostavljena (Fuller, 1978), uzimajući oblik

wr= N∙(1 – sinα),

Gdje N je broj zavoja vanjske spirale, α je ugao spiralne spirale.

Kada smo metarsku liniju uvijali u spiralu, stezna glava je napravila 360 okretaja prije formiranja jagnjadi (petlji) i 180 okretaja nakon formiranja jagnjadi; istovremeno se za svaku revoluciju pojavilo jedno novo jagnje. To znači da prilikom formiranja jagnjadi nije došlo do unutrašnjeg uvijanja užeta, tako da je gotov mišić karakteriziran brojevima Tw = 360, Wr = 180.

Iskustvo pokazuje da se neupletena najlonska linija skuplja za 1,1% kada se zagrije od 20 do 80°C. Pretpostavljamo da ova kontrakcija vlakana dovodi do smanjenja unutrašnjeg uvijanja Tw također za 1,1%, odnosno za 4 zavoja. Dakle, vanjski zavoj Wr se povećava za 4 okreta, odnosno za 2,2%. Broj zavoja spirale N pritom se ne mijenja, što znači da se vrijednost izraza (1 - sin α) povećava za 2,2%, odnosno smanjuje se vrijednost ugla α, zbog čega spirala postaje kraća. U gotovom spiralnom mišiću sin α ≈ 0,16, dakle, povećanje vrijednosti (1 - sin α) za 2,2% dovodi do smanjenja sin α za 13%. Za toliko se smanjila visina spirale u našem eksperimentu.

Naravno, usvojeni model je prilično grub, ali daje rezultate koji su u skladu s eksperimentom. Njegova glavna prednost je jednostavnost: umjesto da opisujemo strukturu vlakana linije za pecanje, radimo s brojevima Tw, Wr i Lk koji se lako mogu izračunati u eksperimentu. Cijela hrapavost modela leži u pretpostavci da je relativno smanjenje unutrašnjeg uvijanja spirale jednako relativnom smanjenju vlakana neupletene ribarske linije uz istu promjenu temperature. Ova pretpostavka bi se mogla provjeriti u indirektnom eksperimentu sa užetom za pecanje uvijenom do stanja kada će se na njoj početi formirati jagnjad i fiksiranom u tom stanju zagrijavanjem na temperaturu blizu tačke topljenja najlona, ​​a zatim hlađenjem. .

Književnost

Călugăreanu G. L’intégral de Gauss et l’analyse des noeuds tridimensionnels // Rev. Math. Pures Appl. 1959. V. 4. P. 5–20.

Cherubini A., Moretti G, Vertechy R., Fontana M. Eksperimentalna karakterizacija termički aktiviranog umjetnog mišića na bazi namotanih najlonskih užeta za pecanje // AIP Advances. 2015.V.5.Doc. 067158.

Haines C. S., Lima M. D., Na Li et al. Umjetni mišići iz ribarske linije i konaca za sjeme // Znanost. 2014. V. 343. P. 868–872.

Fuller F. B. Uvijeni broj prostorne krive // ​​Proc. Nat. Akad. sci. SAD. 1971. V. 68. P. 815–819.

Fuller, F. B. Dekompozicija veznog broja zatvorene vrpce: Problem iz molekularne biologije, Proc. Nat. Akad. sci. SAD. 1978. V. 75. P. 3557–3561.

Pohl, W. F. DNK i diferencijalna geometrija, Math. Intelligencer. 1980. V. 3. P. 20–27.

Treloar L. R. G, Fizika elastičnosti gume. Oksfordska univerzitetska štampa, 1975.

White J. H. Samovezivanje i Gaussov integral u velikim dimenzijama // Am. J Math. 1969. V. 91. P. 693–728.

Čitanje članka će potrajati: 6 min.

Pulchritudo mundum servabit

(iz latinskog ljepota će spasiti svijet)

Bez obzira na trenutni standard ljepote ljudskog tijela, u svakom trenutku je bio tražen. Veća je vjerovatnoća da će se lijepa tijela uspješno vjenčati/udati, napredovati u karijeri, biti popularna pa čak i postati izbor ljudi... bioskop i pozorište, opet. Prirodno, ljudi lišeni standardne ljepote nastoje svoje „jednostavno tijelo“ barem malo približiti standardu, mučeći se dijetama, fizička aktivnost, uvlačenje u korzete i, u krajnjem slučaju, komuniciranje preko Skypea striktno u konverzacijskom modu bez videa, ili, u slučaju loše dikcije, samo dopisivanjem. Ali za današnju industriju silikonskih kalupa, ništa nije nemoguće!

Pola veka je razvijeno pet generacija implantata "za korekciju lepote tela". Treba napomenuti da među njima ne postoji apsolutno sigurna verzija:

• prva generacija(1960-1970) karakterizirala je jaka i debela silikonska školjka s glatkom površinom, njene konture su se razaznavale kroz kožu, pri pritisku čulo se krckanje, slično zvuku zgužvanog lista papira. Unatoč debljini ljuske, njen punilac se djelomično "znojio" prema van, uzrokujući djelomično naboranje tkiva;
• druga generacija(1970-1980) silikonski implantati imali su tanju školjku i glatku površinu. Punilo je, kao iu prvoj generaciji, bio silikonski gel. Nisu pravili krckanje, ali su imali veći stepen "znojenja" i, što je još gore, često su se kidali. Neki od modela implantata bili su prekriveni spužvastim materijalom od mikropoliuretanske pjene, što je smanjilo vjerovatnoću upale i spriječilo pomicanje implantata;
• u školjkama treća i četvrta generacija(nastao oko 1985.) uzeo je u obzir nedostatke prethodnih modela - teksturu na površini, duple stijenke i dvostruku komoru, sa silikonskim gelom u vanjskom i fiziološkim rastvorom u unutrašnjosti. Unošenje fiziološkog rastvora u potrebnoj zapremini omogućilo je korekciju oblika implantata nakon postavljanja "na mesto". Dva sloja vanjskih zidova spriječila su "plakanje", minimizirajući ga. Rupture implantata ovih generacija su rijetke, ali su se dešavale;
• peta generacija(osnovana oko 1995. godine). Izdržljiv, punjen silikonskim gelom sa visokom intermolekularnom vezom (kohezija), nije sklon "znojenju". Prilikom promjene položaja tijela, geometrija implantata se ne mijenja pod utjecajem gravitacije - punilo zadržava memoriju originalnog oblika. Međutim, ne postoji 100% sigurnost da su sigurni.

Silikonski fileri za implantate:

• tečni silikon, konzistencija je slična biljnom ulju;
• žele nalik silikonski gel standardne kohezije. Implantat je teško prepoznati dodirom, po gustini odgovara živom tkivu. Stupanj "znojenja" je nizak, ali takvo punilo prilično slabo zadržava svoj oblik;
• gel visoke kohezije po teksturi sličan marmeladi. Ima izuzetno nizak stepen deformacije, ne „znoji se“, ali ima visoku memoriju oblika, tj. područje tijela u području implantata može imati neprirodan izgled;
• srednje kohezivni gel(soft touch), sličan želeu. Memorija oblika je prosječna, školjka se ne “znoji”;
• fiziološki rastvor(0,9% rastvor natrijum hlorida u vodi). Pouzdanost implantata je slaba, jer nakon devet mjeseci od trenutka postavljanja u tijelo dolazi do kristalizacije soli, tj. postaje djelimično čvrsta. Nastali kristali soli mogu probiti školjku implantata.

Ovisno o području postavljanja, implantati će često imati ovalni, rjeđe konusni oblik. U svim dolje opisanim slučajevima koriste se implantati najmanje treće generacije.

silikonske grudi. Mnogo prije prvih hirurški modificiranih transseksualaca, žene su očajnički željele poboljšati oblik svog poprsja. U nedostatku drugih opcija, korišteni su razni trikovi, poput punjenog steznika i voluminozne čipke. Ali oni su radili samo do trenutka kada je grudi otkriven, a nakon ... nakon što je sramota bila neizbježna. Pokušaj rekonstrukcije mliječnih žlijezda iznutra prvi je napravio češki kirurg Vincent Czerny 1895. godine, koristeći masno tkivo pacijenta.

Razvoj filmske industrije početkom 20. stoljeća dao je novi poticaj implantaciji grudi. Hirurzi su tražili optimalan materijal za povećanje ženskog poprsja, ispunjavajući ga staklenim kuglicama, masnim tkivom, vunom, umotanom plastičnom trakom, pjenastom plastikom, pa čak, vjerovatno po analogiji sa staklom, kuglicama od slonovače. Među navedenim metodama implantacije, najbezopasnija je bila masno tkivo sama pacijentica, ali novo poprsje nije dugo zadržalo svoj oblik - tijelo je apsorbiralo masnoću, a grudi su se vise nego prije.

Ali forme filmskih zvijezda nisu dale mira obojenim plavušama iz SAD-a i Europe. Njihova logika je bila jednostavna - ako možete promijeniti boju kose, zašto onda ne rekonstruirati grudi? Sredinom prošlog stoljeća obim biste povećalo za oko 50.000 žena, uglavnom Amerikanki i Japanki (radnica seksualne industrije iz Zemlje izlazećeg sunca). Koristili su materijale koji su tada bili novi u hemijskoj industriji - polivinilne sunđere (kao što znate, ploče su pravljene od vinila) i tečni silikon (ubrizgan). Posljedice su bile žalosne...grudi su postale toliko tvrde da su vlasnice morale biti spašavane njihovim potpunim uklanjanjem.

Silikonski implantati kakve danas poznajemo pojavili su se 1961. godine. Kreirala ih je američka korporacija Dow Corning - školjka je napravljena od gume, punilo je bio silikonski gel. Tri godine kasnije, francuski Arion objavljuje svoju verziju silikonskih proteza punjenih morskom vodom. 80-ih godina razmišljali su o američkim implantatima mogući uzrok raka dojke i početkom 90-ih su zabranjeni za masovnu upotrebu. Nakon niza tužbi vlasnika silikonskih grudi, Dow Corning je isplatio više od 3 milijarde dolara odštete i bankrotirao.

Silikonske zadnjice. Ova vrsta se zove plastična operacija gluteoplastika. Svrha upotrebe implantata ove grupe, kao iu slučaju silikonskih grudi, povezana je s povećanjem estetskih karakteristika tijela - da se napravi ravan volumen.

Po popularnosti među predstavnicima jakog i slabijeg spola, stražnjica zauzima drugo mjesto, što znači da su njihovi atraktivni parametri traženi među potencijalnim vlasnicima implantata za stražnjicu. Modu za istureno dupe među ženama uvela je Jennifer Lopez - plesačica, po ugledu na filmsku glumicu i pjevačicu. Peta tačka J. Loa uvek prednjači među ostalim "zvezdanim zadnjicama", što je olakšano njenom stalnom demonstracijom.

Morao sam da gledam na mreži neugodne video snimke sa silikonskim implantatima u zadnjici, koji su se navodno mogli slobodno rotirati ispod kože. U stvari, njihova pravilna integracija se dešava pod glutealnih mišića, ne postoji način da se prepozna spolja, a još više da se pomjeri implantati neće uspjeti.

Ako su grudi punjene silikonom uglavnom popularne kod žena, onda su silikonske zadnjice podjednako privlačne za oba spola - uostalom, ravna stražnjica povezana s godinama tipična je i za muškarce i za žene.

silikonskih mišića. Prisjetimo se filmskih heroja kasnih 80-ih - brutalnih, očajnički napumpanih momaka iz klase "hasta la vista, babe", s licem koje nije unakazilo misli. Schwarzenegger, Stallone, Lungren, Scala Johnson, Hulk Hogan i mnogi drugi - sve su ih prvenstveno ujedinjavali voluminozni, obilni mišići po cijelom tijelu. Moderni akcioni heroji više nisu isti. Intelekt im se uvukao u crte lica, fizički podaci su bili prilično na srednjem nivou - počeli su da igraju svoje uloge, a ne samo da se pojavljuju u kadru sa gomilom mišića sa par dežurnih fraza na pozadini anti - šokirani belozubi osmeh.

Naravno, mišići filmskih idola nisu bili prirodnog porijekla, jer im nikakav trening neće dozvoliti da formiraju tako konveksne kocke i lopte. Muškarci i žene, odlučni da se izdvoje iz sive mase zemljana sa impresivnim mišićima, bili su prisiljeni da ubrizgavaju, jedu i piju hemikalije koje umjetno pospješuju rast. mišićna vlakna i izaziva dotok krvi u mišiće. Trošak steroida bio je prilično impresivan - od 25.000 do 30.000 dolara godišnje. U isto vrijeme, voluminozni mišići i pravi fizička snaga nisu bili sinonim - bodibilder je u stanju da podigne značajnu količinu težine na mestu, ali nije u stanju da pomeri težinu koja je upola manja od podignute, jer. nema mišićne izdržljivosti.

Moderni glumci akcionih filmova različitih žanrova stekli su nevjerovatnu sposobnost promjene volumena svog tijela za nekoliko mjeseci, što se u štampi naziva nekom vrstom njihovog fizičkog talenta i vještine trenera. U stvari, i može se tvrditi sa velikim stepenom vjerovatnoće, njihova tijela nisu trenirana ništa više od tijela običnih ljudi, opterećujući svoje mišiće samo povremeno. Mnogo je lakše dobiti izvajano tijelo uz pomoć silikonskih formi - implantata za bicepse, trbušne kocke, delte, mišiće potkoljenice i tako dalje.A pritom neće doći do defekta u tkivima i sistemima tijela, kičmi neće prijetiti kila, a mišićima neće ugroziti strije i mliječna kiselina. Istina, implantat može puknuti...

Predstavljam vam video o dvojici najpoznatijih "implantanata" u svijetu interneta koji sebe smatraju neodoljivo lijepima (ne dijelim njihova mišljenja) - Britancu-Brazilcu Rodrigu Alvesu i Amerikancu Justinu Jetliku:

Vještački mišići su dobri jer ne sadrže unutrašnje pokretne dijelove. Ovo je još jedna prilično radikalna alternativa elektromotorima i pneumaticima s hidraulikom. Dizajni koji danas postoje su ili polimeri osjetljivi na naprezanje ili temperaturu ili legure s pamćenjem oblika. Prvi zahtijevaju prilično visok napon, dok drugi imaju ograničen raspon pokreta i također su vrlo skupi. Za stvaranje mekih robota koristi se i komprimirani zrak, ali to podrazumijeva prisutnost pumpi i komplicira dizajn. Da bismo napravili veštačke mišiće, okrenuli smo se receptu naučnika sa Univerziteta Kolumbija, koji su uspeli da spoje veliku snagu, lakoću, elastičnost i neverovatnu jednostavnost u jednom dizajnu. Mišići su običan mekani silikon, u koji se unaprijed uvode mjehurići alkohola. Kada se zagrije nihromskom spiralom, alkohol u njima počinje ključati, a silikon jako nabubri. Međutim, ako sve ovo stavite u čvrstu pletenicu s okomitim tkanjem niti, tada će se otok pretvoriti u redovitu kontrakciju - slično kao što rade McKibben zračni motori.

Budući da je silikon loš provodnik topline, važno je ne primijeniti previše snage na zavojnicu jer će polimer početi dimiti. Ovo, naravno, izgleda spektakularno i gotovo ne ometa rad, ali na kraju može dovesti do požara. Niska snaga također nije dobra, jer se tada vrijeme redukcije može odgoditi. U svakom slučaju, restriktivni termalni senzor i PWM kontroler neće biti suvišni u dizajnu.

Metode

Silikonski mišići su iznenađujuće jednostavni u dizajnu, a pri radu s njima postoje samo dva stvarna problema: odabir snage i stvaranje dovoljno udobnih kalupa za izlijevanje.

Kalupi za izlivanje su pogodno napravljeni od prozirnih plastičnih listova. Samo imajte na umu da mehanizam za pričvršćivanje spirale unutar polimera treba unaprijed osmisliti: nakon izlijevanja bit će prekasno.

i materijali

Mekani silikon za izgradnju mišića može se kupiti u prodavnicama umjetničkih materijala. Pletenica pravog tkanja obično se koristi za organizaciju i provođenje kablova, a treba je potražiti od električara. Najveće poteškoće nastaju sa 96% etanolom, koji je u Rusiji teže kupiti nego rezervoar. Međutim, sasvim je moguće zamijeniti ga izopropanolom.

Popular Mechanics se zahvaljuje Skeleton Shopu na pomoći u snimanju. 24. februar 2014

Kako napraviti umjetne mišiće od ribarske linije

Istraživači sa Univerziteta Teksas u Dallasu (SAD) predstavili su sintetičke mišiće koji su 100 puta snažniji od pravih mišićnih vlakana iste dužine i mase.

Istovremeno, sama tehnologija proizvodnje se pokazala iznenađujuće jednostavnom. Umjetni mišići nisu zahtijevali nikakve sofisticirane sintetičke polimere: Ray Baughman i njegove kolege jednostavno su uzeli polimerni konac od onih koji se koriste za pravljenje ribarske ili sintetičke niti i uvrnuli je u spiralu. Ova spirala bi se mogla uvijati i rastezati s promjenom temperature. Zanimljivo je da se tehnički proces mogao promijeniti tako da efekat bude suprotan, odnosno da se konac pri hlađenju uvija, a pri zagrijavanju rasteže. Promjenom broja niti u snopu moguće je postići i druge mehaničke karakteristike umjetnog "mišićnog vlakna".

Sintetička vlakna napravljena od šest niti različite debljine:
gornji je izrađen od niti debljine 2,45 mm, donji je izrađen od niti debljine 150 mikrona.
(Fotografija autora rada.)

A ove karakteristike su zaista impresivne. Prvo, u poređenju sa konvencionalnim mišićima, koji se mogu kontrahovati samo 20% svoje dužine, veštački mišići se mogu smanjiti za polovinu. Takvi mišići, naravno, takođe ne poznaju brzi zamor. Ako spojite stotinu osnovnih vlakana, onda takav mišić može podići više od 700 kg. U odnosu na težinu, vlakna mogu razviti 7,1 KS. po kg, što odgovara, prema istraživačima, snazi ​​mlaznog motora.

Motor za njih, kao što je već spomenuto, je temperaturna razlika, koja se može osigurati na bilo koji način - čak i uz pomoć kemijske reakcije, čak i putem struje (da, čak i zagrijte ova vlakna svojim dahom). Što se tiče samih vlakana, naučnici posebno ističu izuzetnu jednostavnost njihove proizvodnje: kažu, svaki student će to učiniti u običnoj laboratoriji, glavna stvar je promatrati fizičkim uslovima, pri čemu ćete deformisati konac. Genijalnost autora ideje je u tome što su uspjeli pogoditi ogroman fizički potencijal u ovoj trivijalnoj polimernoj konstrukciji.

Zapravo, jednostavnost ovih mišića, vjerovatno, otežava odmah procjenu cjelokupne revolucionarne prirode izuma. Iako su istraživači, naravno, pokazali moguću upotrebu za njega: prilagođen prozoru, zatvarali su ga i otvarali u zavisnosti od temperature okoline. Osim toga, bilo je moguće napraviti tkanu tkaninu od vlakana, čija se poroznost opet mijenjala ovisno o temperaturi, a odavde je lako zamisliti "pametnu" odjeću koja će vas ventilirati na vrućini i uštedjeti toplinu u hladno.

Ali, naravno, lavovski udio fantazija oko i oko umjetnih mišića dat je robotici. Jasno je da takva vlakna mogu postati direktan analog ljudskih mišića u robotima, uz pomoć kojih mogu čak i mijenjati izraze lica. Sintetički mišići korisno i pri dizanju utega i pri izvođenju delikatnih hirurških manipulacija (ako zamislimo medicinske uređaje budućnosti).

U prošlosti su se pokušavala napraviti takva vlakna od karbonskih nanocijevi. Prema riječima Raya Boffmana, koji je prošao ovu fazu, eksperimenti s nanocijevima su bili uspješni, ali, prvo, takvi „nanomišići“ su veoma teški za proizvodnju i izuzetno skupi, a drugo, smanjeni su za samo 10% svoje dužine. je, bili su inferiorniji čak i od običnih živih mišića, a da ne spominjemo novootkrivena polimerna vlakna.

Za sada imamo samo jedno pitanje koje se tiče efikasnosti i ekonomičnosti: koliko toplote (a samim tim i električne ili hemijske energije) treba potrošiti na njihov mehanički rad? Autori priznaju da, kao i svi umjetni mišići općenito, njihova vlakna u tom smislu nisu efikasna, međutim, postoje određene nade da će u ovom slučaju biti moguće optimizirati troškove energije prilično brzo.

Prilagođeno sa Univerziteta Teksas u Dallasu: Istraživači stvaraju moćne mišiće iz ribarske linije, konca.

nazad

Pročitajte također:

06. februar 2014

Bionička ruka sa čulom dodira

Danac Dennis Sorensen morao je biti amputiran prije devet godina lijeva ruka. Naravno, nije oklijevao ni minute kada mu je ponuđeno da testira bioničku protezu koja omogućava ne samo izvođenje pokreta, već i dodirivanje predmeta.

pročitano 22. januara 2014

Cyborg Sperm

Tim istraživača sa Univerziteta Illinois razvio je novu vrstu male biohibridne mašine koja se može kretati poput sperme.

pročitano 22. januara 2014

Rehabilitacija paralizirane noge pomoći će umjetnim mišićima

Od paraliziranog stopala možete postići gotovo prirodnu pokretljivost ako koristite ortopedski uređaj od fleksibilnog elastičnog materijala koji imitira strukturu mišića i ligamenata noge.

pročitano 22. januara 2014

Polimerna ćelija oponaša živu

Nizozemski istraživači su proizveli umjetnu eukariotsku ćeliju u kojoj se nalaze umjetne organele i odvijaju se biokemijske reakcije, slične onima koje se dešavaju u stanicama živih organizama.

pročitano 26. decembra 2013

nematoda otvorenog koda

Autori projekta OpenWorm, čiji je cilj stvaranje tačne kompjuterske kopije okruglog crva C.elegans, najavili su značajan uspjeh u modeliranju ove nematode. Izvorni kod programa je objavljen u javnom vlasništvu.