Les robots modernes peuvent faire beaucoup. Mais en même temps, ils sont loin de l'aisance humaine et de la grâce des mouvements. Et la faute est - des muscles artificiels imparfaits. Des scientifiques de nombreux pays tentent de résoudre ce problème. L'article sera consacré résumé leurs incroyables inventions.

Muscles polymères de scientifiques de Singapour

Un pas vers plus récemment a été franchi par les inventeurs de National Today, les androïdes lourds sont alimentés par des systèmes hydrauliques. Un inconvénient important de ce dernier est la faible vitesse. Des muscles artificiels pour robots, présentés par des scientifiques singapouriens, permettent aux cyborgs non seulement de soulever des objets 80 fois plus lourds qu'eux propre poids mais aussi de le faire aussi vite qu'un humain.

La conception innovante, qui s'étire cinq fois en longueur, aide les robots à "se déplacer" même les fourmis, qui, comme vous le savez, peuvent transporter des objets 20 fois plus lourds que le poids de leur propre corps. Les muscles polymères présentent les avantages suivants :

• la flexibilité;
• force de frappe;
• élasticité;
• la possibilité de changer de forme en quelques secondes ;
• la capacité de transformer énergie cinétique en électrique.

Cependant, les scientifiques ne vont pas s'arrêter là : ils prévoient de créer des muscles artificiels qui permettraient au robot de soulever une charge 500 fois plus lourde que lui !

Découverte de Harvard - muscles à partir d'électrodes et d'élastomère

Des inventeurs qui travaillent à la School of Applied and Engineering Sciences de l'Université de Harvard ont présenté des muscles artificiels qualitativement nouveaux pour les robots dits "mous". Selon les scientifiques, leur idée originale, composée d'un élastomère souple et d'électrodes, qui incluent des nanotubes de carbone, n'est pas inférieure en qualité aux muscles humains !

Tous les robots qui existent aujourd'hui, comme déjà mentionné, sont basés sur des entraînements, dont le mécanisme est hydraulique ou pneumatique. Ces systèmes sont alimentés par air comprimé ou réaction substances chimiques. Cela rend impossible la construction d'un robot aussi doux et rapide qu'un humain. Les scientifiques de Harvard ont éliminé cette lacune en créant un nouveau concept qualitatif de muscles artificiels pour robots.

Le nouveau muscle cyborg est une structure multicouche dans laquelle des électrodes de nanotubes créées dans le laboratoire de Clark contrôlent les couches supérieure et inférieure d'élastomères flexibles, une idée originale de scientifiques de l'Université de Californie. Ces muscles sont idéaux à la fois pour les androïdes "mous" et pour les instruments laparoscopiques en chirurgie.

Les scientifiques de Harvard ne se sont pas arrêtés à cette remarquable invention. L'un de leurs derniers développements est un biorobot Stingray. Ses composants sont des cellules musculaires cardiaques de rat, de l'or et du silicone.

Invention du groupe Bauchmann : un autre type de muscle artificiel à base de nanotubes de carbone

En 1999, dans la ville australienne de Kirchberg, lors de la 13e réunion de l'École internationale d'hiver sur les propriétés électroniques des matériaux innovants, le scientifique Ray Bauchman, qui travaille chez Allied Signal et dirige un groupe de recherche international, a fait une présentation. Son message portait sur la fabrication de muscles artificiels.

Les développeurs dirigés par Ray Bauchman ont pu présenter des feuilles de nanopapier sous forme de feuilles. Les tubes de cette invention étaient de toutes les manières possibles entrelacés et mélangés les uns aux autres. Le nanopapier lui-même ressemblait à du papier ordinaire dans son apparence - il pouvait être tenu dans les mains, coupé en bandes et en morceaux.

L'expérience du groupe était apparemment très simple - les scientifiques ont attaché des morceaux de nanopapier à différentes parties ruban adhésif et abaissé cette conception dans une solution saline électriquement conductrice. Après la mise sous tension de la batterie basse tension, les deux nanobandes se sont allongées, en particulier celle connectée au pôle négatif de la batterie électrique ; puis le papier s'est recroquevillé. Le modèle de muscle artificiel a fonctionné.

Bauchman lui-même pense que son invention, après une modernisation qualitative, changera considérablement la robotique, car de tels muscles en carbone créent un potentiel électrique lorsqu'ils sont fléchis / étendus - ils produisent de l'énergie. De plus, ces muscles sont trois fois plus forts que l'homme, peuvent fonctionner à des températures extrêmement élevées et basses, en utilisant un courant et une tension faibles pour leur travail. Il est tout à fait possible de l'utiliser pour des prothèses de muscles humains.

Université du Texas : muscles artificiels fabriqués à partir de fil de pêche et de fil à coudre

L'un des plus étonnants est le travail groupe scientifique de l'Université du Texas, située à Dallas. Elle a réussi à obtenir un modèle de muscles artificiels, rappelant un moteur à réaction par sa force et sa puissance - 7,1 ch / kg ! Ces muscles sont des centaines de fois plus forts et plus productifs que les humains. Mais la chose la plus surprenante ici est qu'ils ont été construits à partir de matériaux primitifs - une ligne de pêche en polymère à haute résistance et du fil à coudre.

La nutrition d'un tel muscle est une différence de température. Il est assuré par un fil à coudre recouvert d'une fine couche de métal. Cependant, à l'avenir, les muscles des robots pourraient être alimentés par les changements de température de leur environnement. Cette propriété, soit dit en passant, peut être utilisée pour les vêtements adaptés aux intempéries et autres dispositifs similaires.

Si le polymère est tordu dans un sens, il rétrécira fortement lorsqu'il sera chauffé et s'étirera rapidement lorsqu'il sera refroidi, et s'il est tordu dans l'autre sens, il sera complètement dans l'autre sens. Une conception aussi simple peut, par exemple, faire tourner un rotor global à une vitesse de 10 000 tours / min. L'avantage de ces muscles artificiels à partir de lignes de pêche est qu'ils sont capables de se contracter jusqu'à 50% de leur longueur d'origine (humaine seulement de 20%). De plus, ils se distinguent par une endurance incroyable - ce muscle ne "se fatigue" pas même après un million de répétitions de l'action!

Du Texas à l'Amour

La découverte des scientifiques de Dallas a inspiré de nombreux scientifiques du monde entier. Cependant, un seul roboticien a réussi à répéter son expérience avec succès - Alexander Nikolaevich Semochkin, chef du laboratoire technologies de l'informationà BSPU.

Au début, l'inventeur a patiemment attendu de nouveaux articles dans Science sur la mise en œuvre massive de l'invention de collègues américains. Comme cela ne s'est pas produit, le scientifique de l'Amour a décidé avec ses personnes partageant les mêmes idées de répéter la merveilleuse expérience et de créer de leurs propres mains des muscles artificiels à partir de fil de cuivre et de fil de pêche. Mais, hélas, la copie n'était pas viable.

Muscles artificiels en nylon

Avec une ligne de pêche ordinaire en matériau polymère, vous pouvez faire une expérience divertissante. Si vous étirez la ligne de pêche en longueur et, en tenant une extrémité, tordez l'autre autour de son axe pendant une longue période, des anneaux denses se forment sur la ligne de pêche et celle-ci prend la forme d'un ressort en spirale. Lorsqu'il est chauffé, ce ressort se contracte et lorsqu'il est refroidi, il s'allonge. L'équipe combinée d'écoliers de Novossibirsk a étudié les propriétés d'un tel "muscle artificiel" lors du tournoi international jeunes physiciens IYPT-2015. Fait intéressant, pour une description quantitative de la contraction de ces muscles, on peut utiliser le théorème de Kalugaryan-White-Fuller, qui a déjà été utilisé en biologie moléculaire pour décrire l'ADN superenroulé.

Les fibres musculaires artificielles capables de se contracter à plusieurs reprises sous l'influence d'un stimulus externe et d'effectuer un travail mécanique pourraient trouver une application dans une variété d'applications dans un avenir proche, des exosquelettes et des robots industriels aux technologies microfluidiques. Le développement et la recherche de muscles artificiels s'effectuent dans différentes directions - métaux à mémoire de forme, polymères électroactifs, faisceaux de nanotubes de carbone. Plus récemment, un groupe de chercheurs a proposé l'utilisation de spirales, torsadées à partir d'une ligne de pêche ordinaire (Haines et coll., 2014). Un tel muscle artificiel rétrécit nettement lorsqu'il est chauffé et s'allonge à nouveau lorsqu'il est refroidi. Les participants ont été invités à fabriquer un muscle en spirale à partir d'une ligne de pêche en nylon et à explorer ses propriétés. Tournoi international jeunes physiciens IYPT-2015 dans le problème "Muscle artificiel".

Les muscles ont besoin d'entraînement

Dans nos expériences, nous avons utilisé une ligne de pêche d'un diamètre de 0,7 mm. Pour l'enrouler en spirale, nous avons fixé la perceuse électrique en position verticale, serré une extrémité de la ligne de pêche dans le mandrin et attaché un poids de 3 N à l'autre extrémité - avec ce poids, la ligne de pêche ne se cassera pas , mais s'enroulera en une spirale uniforme. En cours de torsion, la charge doit monter sans tourner autour de l'axe vertical, pour lequel un verrou est installé dessus.

Lorsque les fibres longitudinales à la surface de la ligne s'enroulent d'environ 45° par rapport à l'axe longitudinal, la ligne commence à se tordre en une spirale serrée. Le morceau de ligne de pêche d'origine de 1 m de long, lorsqu'il est tordu, se transforme en 17 cm d'une telle spirale. Dans ce cas, le nylon subit une déformation plastique si forte qu'après la suppression de la force de rotation, la spirale ne se déroule presque pas. En principe, ce nouvel état des fibres peut être fixé en chauffant lentement la ligne de pêche à une température proche du point de fusion, puis en la refroidissant.

Afin d'éviter le déroulement de l'hélice lors des tests ultérieurs, nous avons fabriqué un muscle artificiel à partir de deux hélices avec une boucle droite et gauche, en les fixant en parallèle. Par le bas, une charge soulevée était attachée à un muscle suspendu verticalement. Pour contracter le muscle, un tube était appliqué à son extrémité supérieure. eau chaude, qui coulait librement dans les spirales. La température du muscle a été mesurée par un capteur thermique attaché à celui-ci, et l'allongement a été mesuré par un capteur de déplacement à ultrasons.

Le travail effectué par le moteur pour déplacer la charge contre une constante force de fonctionnement, est égal au produit de la grandeur de la force et du déplacement. Par exemple, lors du déplacement d'une charge librement suspendue pesant 10 N vers le haut (c'est-à-dire dans la direction opposée au vecteur de gravité) de 0,03 m, l'ascenseur fonctionne 10 N × 0,03 m = 0,3 J.

Après avoir mesuré dans plusieurs essais successifs comment la longueur d'un muscle suspendu à une charge de 10 N dépend de la température, nous avons constaté l'effet de l'entraînement : après les premiers cycles d'échauffement et de refroidissement, le muscle s'allongeait, mais dès le quatrième moment où les cycles ont commencé à se reproduire, de sorte que le muscle entraîné mesurait 200 mm de long lorsqu'il était chauffé de 20 à 80°C, à chaque fois il était réduit de 30 mm, faisant un travail de 0,3 J, puis étiré de la même quantité lors du refroidissement . Lorsqu'elle est chauffée, la spirale absorbe une énergie thermique de 50 J, de sorte que l'efficacité du muscle est de 0,06 %.

Twist et serpentine

Expliquons maintenant pourquoi l'hélice en nylon rétrécit avec l'augmentation de la température. L'expérience montre que lorsqu'elle est chauffée, la ligne de pêche sans torsion avec une charge suspendue rétrécit également, mais pas de manière aussi sensible. Cette réduction est due à l'anisotropie du matériau à partir duquel la ligne est réalisée. Lorsque le nylon fondu passe à travers une filière, les longues molécules de polymère s'orientent le long de la ligne. Lorsqu'elles sont chauffées, les fibres polymères chargées se comportent de la même manière que les fils de caoutchouc étiré (Treloar, 1975) - elles se contractent, augmentant l'entropie du système.

Considérons maintenant une ligne de pêche tordue à un état dans lequel elle commence à s'enrouler en spirale. Comme déjà mentionné, dans cet état, les fibres longitudinales à la surface de la ligne de pêche sont enroulées à environ 45° par rapport à l'axe. Lorsque la ligne est chauffée, les fibres torsadées se contractent, provoquant le déroulement de la ligne. Pour plus de simplicité, nous supposerons que si les fibres sont réduites de 1%, le nombre de tours par lesquels la ligne de pêche est détordue est de 1% du nombre total de tours par lesquels elle est tordue.

Il nous reste à comprendre comment la contraction des fibres et la contraction du muscle spiral sont liées. Le développement d'un modèle mathématique simple décrivant cette relation était une partie importante de notre solution au problème. En conséquence, pour décrire la contraction de la spirale, nous avons appliqué la formule Kalugaryan-White-Fuller (CWF) :

qui a été prouvée en géométrie différentielle (Călugăreanu, 1959 ; White, 1969 ; Fuller, 1971), puis a trouvé une application en biologie moléculaire dans la description de l'ADN superenroulé (Fuller, 1978 ; Pohl, 1980).

Le numéro de fiançailles Lk numéro de liaison) dans cette formule montre combien de tours l'extrémité inférieure de la ligne de pêche a été tordue par rapport à l'extrémité supérieure. Ce nombre est un invariant topologique : il reste inchangé lors des déformations en hélice, si l'extrémité inférieure de la ligne de pêche ne se déroule pas par rapport à la supérieure.

La formule CWF indique que le numéro de lien peut être décomposé en deux termes - Tw ( torsion) et Wr ( en écrivant), dont la somme dans notre expérience reste inchangée. Le nombre Tw caractérise la torsion des fibres à l'intérieur de la ligne de pêche (primaire) ; le nombre Wr est la torsion extérieure de la ligne de pêche elle-même (secondaire), lorsqu'elle forme une spirale spatiale.

Pour mieux comprendre la signification de cette formule, prenez un fin cordon en plastique, tracez une ligne droite sur sa surface avec un marqueur, puis enroulez ce cordon autour d'un morceau de tuyau épais de sorte que la ligne tracée soit tournée vers l'extérieur du tuyau. Supposons que le cordon est enroulé autour du tuyau pendant 5 tours. Dans cet état, la torsion interne des fibres du cordon est Tw = 0 et le nombre de maillage est égal à la torsion externe : Lk = Wr = 5. Saisissez maintenant les extrémités du cordon à deux mains, retirez le cordon du tuyau sans vous séparer les mains, et étirez-le. Le cordon s'est étiré en ligne droite, les anneaux spatiaux ont disparu et maintenant sa torsion externe Wr = 0. Dans ce cas, le cordon s'est avéré être tordu autour de son axe et le nombre de tours de sa torsion interne est devenu égal à le nombre d'engagement : Tw = Lk = 5.

Dans les travaux mathématiques mentionnés ci-dessus, une formule mathématique a été trouvée pour calculer la torsion externe Wr dans le cas général. Pour une torsion hélicoïdale uniforme, cette formule est grandement simplifiée (Fuller, 1978), prenant la forme

wr= N∙(1 – sinα),

Où N est le nombre de spires de la spirale extérieure, α est l'angle d'hélice hélicoïdale.

Lorsque nous avons tordu une ligne d'un mètre en spirale, le mandrin a fait 360 ​​tours avant la formation des agneaux (boucles) et 180 tours après la formation des agneaux; en même temps, un nouvel agneau apparaissait à chaque révolution. Cela signifie qu'il n'y a pas eu de torsion interne de la ligne de pêche lors de la formation des agneaux, de sorte que le muscle fini a été caractérisé par les nombres Tw = 360, Wr = 180.

L'expérience montre qu'un fil nylon sans torsion se rétracte de 1,1% lorsqu'il est chauffé de 20 à 80°C. Nous supposons que cette contraction des fibres entraîne une diminution de la torsion interne Tw également de 1,1%, soit de 4 tours. Ainsi, la torsion externe Wr augmente de 4 tours, soit de 2,2 %. Nombre de tours d'hélice N en même temps, il ne change pas, ce qui signifie que la valeur de l'expression (1 - sin α) augmente de 2,2%, c'est-à-dire que la valeur de l'angle α diminue, ce qui raccourcit la spirale. Dans le muscle spiral fini, sin α ≈ 0,16, par conséquent, une augmentation de la valeur (1 - sin α) de 2,2 % entraîne une diminution de sin α de 13 %. C'est de combien la hauteur de la spirale s'est contractée dans notre expérience.

Bien sûr, le modèle adopté est assez grossier, mais il donne des résultats cohérents avec l'expérience. Son principal avantage est sa simplicité : au lieu de décrire la structure des fibres de la ligne de pêche, on opère avec les nombres Tw, Wr et Lk qui peuvent être facilement calculés dans l'expérience. Toute la rugosité du modèle réside dans l'hypothèse que la réduction relative de la torsion interne de l'hélice est égale à la réduction relative des fibres d'une ligne de pêche non tordue avec le même changement de température. Cette hypothèse pourrait être testée dans une expérience indirecte avec une ligne de pêche tordue dans un état tel que des agneaux sont sur le point de commencer à se former dessus, et fixée dans cet état en chauffant à une température proche du point de fusion du nylon, puis en refroidissant .

Littérature

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

Cherubini A., Moretti G, Vertechy R., Fontana M. Caractérisation expérimentale du muscle artificiel activé thermiquement à base de lignes de pêche en nylon enroulées // AIP Advances. 2015.V.5.Doc. 067158.

Haines C. S., Lima M. D., Na Li et al. Muscles artificiels de la ligne de pêche et du fil d'ensemencement // Science. 2014. V. 343. P. 868–872.

Fuller F. B. Le nombre de contorsions d'une courbe spatiale // ​​Proc. Nat. Acad. sci. ETATS-UNIS. 1971. V. 68. P. 815–819.

Fuller, F. B. Décomposition du nombre de liaison d'un ruban fermé : un problème de biologie moléculaire, Proc. Nat. Acad. sci. ETATS-UNIS. 1978. V. 75. P. 3557–3561.

Pohl, WF ADN et géométrie différentielle, Math. Espion. 1980. V. 3. P. 20–27.

Treloar L. R. G, The physics of rubberelasticity. Presse universitaire d'Oxford, 1975.

White J. H. L'auto-liaison et l'intégrale de Gauss en grandes dimensions // Am. Math J. 1969. V. 91. P. 693–728.

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Pulchritudo mundum servabit

(du latin la beauté sauvera le monde)

Indépendamment du standard actuel de beauté du corps humain, il était en demande à tout moment. Les beaux corps sont plus susceptibles de se marier avec succès, de grandir dans une carrière, d'être populaires et même de devenir le choix des gens... cinéma et théâtre, encore une fois. Naturellement, les personnes privées de beauté standard s'efforcent de rapprocher au moins un peu leur «corps simple» de la norme, se tourmentant avec des régimes, activité physique, s'enfilant dans des corsets et, dans le cas extrême, communiquant via Skype strictement en mode conversation sans vidéo, ou, en cas de mauvaise diction, uniquement par correspondance. Mais pour l'industrie actuelle des moules en silicone, rien n'est impossible !

Depuis un demi-siècle, cinq générations d'implants ont été mises au point "pour corriger la beauté du corps". Il convient de noter qu'il n'existe pas de version absolument sûre parmi eux:

• première génération(1960-1970) se caractérisait par une coque en silicone solide et épaisse avec une surface lisse, ses contours se distinguaient à travers la peau, lorsqu'il était pressé, un craquement se faisait entendre, semblable au son d'une feuille de papier froissée. Malgré l'épaisseur de la coque, sa charge a partiellement "sué" vers l'extérieur, provoquant un plissement partiel des tissus;
• deuxième génération(1970-1980) les implants en silicone avaient une coque plus fine et une surface plus lisse. La charge, comme dans la première génération, était du gel de silicone. Ils ne faisaient pas de craquement, mais avaient un degré de "transpiration" plus élevé et, bien pire, souvent déchirés. Certains des modèles d'implants étaient recouverts d'un matériau spongieux en mousse de micropolyuréthane, ce qui réduisait le risque d'inflammation et empêchait le déplacement de l'implant ;
• en coquillages troisième et quatrième générations(créé vers 1985) a pris en compte les défauts des modèles précédents - texture en surface, double paroi et double chambre, avec du gel de silicone à l'extérieur et une solution saline à l'intérieur. L'introduction d'une solution saline dans le volume requis a permis de corriger la forme de l'implant après mise en place "en place". Deux couches de murs extérieurs ont empêché les "pleurs", les minimisant. Les ruptures d'implants de ces générations sont rares mais se sont produites ;
• cinquième génération(créé vers 1995). Durable, rempli de gel de silicone à liaison intermoléculaire élevée (cohésion), non sujet à la "transpiration". Lors du changement de position du corps, la géométrie des implants ne change pas sous l'influence de la gravité - la charge conserve la mémoire de la forme d'origine. Cependant, il n'y a aucune certitude à 100% qu'ils sont sûrs.

Remplisseurs d'implants en silicone :

• silicone liquide, la consistance est similaire à l'huile végétale;
• semblable à de la gelée gel de silicone à cohésion standard. Il est difficile d'identifier l'implant au toucher, en terme de densité il correspond à du tissu vivant. Le degré de "transpiration" est faible, mais une telle charge conserve assez faiblement sa forme;
• gel haute cohésion texture similaire à la marmelade. Il a un degré de déformation extrêmement faible, ne "transpire" pas, mais a une mémoire de forme élevée, c'est-à-dire la zone du corps dans la zone de l'implant peut avoir une apparence non naturelle;
• gel cohésif moyen(toucher doux), similaire à la gelée. La mémoire de forme est moyenne, la coque ne « transpire » pas ;
• saline(solution de chlorure de sodium à 0,9 % dans l'eau). La fiabilité des implants est faible, car après neuf mois à compter du moment de la mise en place dans le corps, le sel cristallise, c'est-à-dire devient partiellement solide. Les cristaux de sel résultants sont capables de percer l'enveloppe de l'implant.

Selon la zone de placement, les implants auront souvent une forme ovale, moins souvent une forme conique. Dans tous les cas décrits ci-dessous, des implants d'au moins la troisième génération sont utilisés.

seins en silicone. Bien avant les premières transsexuelles modifiées chirurgicalement, les femmes voulaient désespérément améliorer la forme de leur buste. En l'absence d'autres options, diverses astuces ont été utilisées, telles qu'un corsage rembourré et une dentelle volumineuse. Mais ils n'ont travaillé que jusqu'au moment où la poitrine a été exposée, et après ... après l'embarras était inévitable. Une tentative de reconstruction des glandes mammaires de l'intérieur a été faite pour la première fois par le chirurgien tchèque Vincent Czerny en 1895, en utilisant le tissu adipeux du patient.

Le développement de l'industrie cinématographique au début du XXe siècle a donné un nouvel élan à l'implantation mammaire. Les chirurgiens ont recherché le matériau optimal pour agrandir le buste féminin, en le remplissant de billes de verre, de tissu adipeux, de laine, de ruban plastique enroulé, de mousse plastique et même, probablement par analogie avec le verre, de billes d'ivoire. Parmi les méthodes d'implantation répertoriées, la plus inoffensive était tissu adipeux la patiente elle-même, mais le nouveau buste n'a pas conservé sa forme longtemps - le corps a absorbé la graisse et les seins se sont affaissés plus qu'auparavant.

Mais les formes des stars de cinéma n'ont pas laissé de repos aux blondes teintes des États-Unis et d'Europe. Leur logique était simple - si vous pouvez changer la couleur des cheveux, alors pourquoi ne pas reconstruire la poitrine ? Au milieu du siècle dernier, le volume du buste a été augmenté d'environ 50 000 femmes, principalement des femmes américaines et japonaises (travailleuses de l'industrie du sexe du pays du soleil levant). Ils utilisaient des matériaux nouveaux à l'époque dans l'industrie chimique - des éponges en polyvinyle (comme vous le savez, les disques étaient fabriqués à partir de vinyle) et du silicone liquide (injecté). Les conséquences ont été déplorables... les seins sont devenus si durs que les propriétaires ont dû être sauvés par leur ablation complète.

Les implants en silicone tels que nous les connaissons aujourd'hui sont apparus en 1961. Ils ont été créés par la société américaine Dow Corning - la coque était en caoutchouc, la charge était en gel de silicone. Trois ans plus tard, le français Arion sort sa version des prothèses en silicone remplies d'eau de mer. Dans les années 80, les implants américains étaient considérés cause possible cancer du sein et au début des années 90, leur utilisation en masse a été interdite. Après une vague de poursuites judiciaires de la part des propriétaires de seins en silicone, Dow Corning a versé plus de 3 milliards de dollars d'indemnisation et a fait faillite.

Fesses en silicone. Ce genre s'appelle chirurgie plastique glutéoplastie. Le but de l'utilisation d'implants de ce groupe, comme dans le cas des seins en silicone, est associé à une augmentation des caractéristiques esthétiques du corps - pour créer un volume plat.

En termes de popularité parmi les représentants des sexes forts et faibles, les fesses occupent la deuxième place, ce qui signifie que leurs paramètres attrayants sont recherchés par les propriétaires potentiels d'implants fessiers. La mode des fesses saillantes chez les femmes a été introduite par Jennifer Lopez - une danseuse, après une actrice et chanteuse de cinéma. Le cinquième point de J. Lo mène invariablement entre autres "fesses de star", ce qui est facilité par sa démonstration constante.

J'ai dû regarder sur le réseau des vidéos désagréables avec des implants en silicone dans les fesses, qui pouvaient soi-disant tourner librement sous la peau. En fait, leur bonne intégration se fait sous muscles fessiers, il n'y a aucun moyen de reconnaître de l'extérieur, et plus encore de déplacer les implants ne fonctionnera pas.

Si les seins remplis de silicone sont principalement populaires auprès des femmes, les fesses en silicone sont également attrayantes pour les deux sexes - après tout, les fesses plates liées à l'âge sont typiques pour les hommes et les femmes.

muscles en silicone. Rappelez-vous les héros de cinéma de la fin des années 80 - des gars brutaux et désespérément gonflés de la classe "hasta la vista, babe", avec un visage non défiguré par la pensée. Schwarzenegger, Stallone, Lungren, Scala Johnson, Hulk Hogan et bien d'autres - ils étaient tous principalement unis par des muscles volumineux et abondants dans tout le corps. Les héros d'action modernes ne sont plus les mêmes. L'intellect s'est glissé dans leurs traits faciaux, leurs données physiques étaient plutôt au niveau moyen - ils ont commencé à jouer leurs rôles, et pas seulement à apparaître dans le cadre avec un tas de muscles avec quelques phrases de service sur fond d'anti -Sourire aux dents blanches de choc.

Bien sûr, les muscles des idoles de cinéma n'étaient pas d'origine naturelle, car aucun entraînement ne leur permettrait de former de tels cubes et boules convexes. Des hommes et des femmes, déterminés à se démarquer de la masse grise des terriens aux muscles impressionnants, ont été contraints de s'injecter, de manger et de boire des produits chimiques qui favorisent artificiellement la croissance. fibre musculaire et provoquant un flux sanguin vers les muscles. Le coût des stéroïdes était assez impressionnant - de 25 000 à 30 000 dollars par an. En même temps, des muscles volumineux et de vrais force physique n'étaient pas synonymes - un bodybuilder est capable de soulever une quantité importante de poids en place, mais n'est pas capable de déplacer un poids deux fois moins élevé, car. pas d'endurance musculaire.

Les acteurs de films d'action modernes de divers genres ont acquis une incroyable capacité à modifier le volume de leur corps en quelques mois, ce que la presse appelle une sorte de talent physique et l'habileté des entraîneurs. En fait, et avec un degré de probabilité élevé, on peut affirmer que leurs corps ne sont pas plus entraînés que ceux des gens ordinaires, ne chargeant leurs muscles que périodiquement. Il est beaucoup plus facile d'obtenir un corps sculpté à l'aide de formes en silicone - implants biceps, cubes abdominaux, deltas, muscles du mollet et ainsi de suite Et en même temps, aucun défaut dans les tissus et les systèmes du corps ne se produira, la colonne vertébrale ne sera pas menacée par une hernie et les muscles ne seront pas menacés par les vergetures et l'acide lactique. Certes, l'implant peut se rompre ...

Je présente une vidéo sur les deux "implant jocks" les plus célèbres du monde Internet qui se considèrent comme irrésistiblement beaux (je ne partage pas leurs opinions) - le britannico-brésilien Rodrigo Alves et l'américain Justin Jetlik :

Les muscles artificiels sont bons car ils ne contiennent pas de pièces mobiles internes. C'est une autre alternative assez radicale aux moteurs électriques et pneumatiques avec hydraulique. Les conceptions qui existent aujourd'hui sont soit des polymères sensibles à la contrainte ou à la température, soit des alliages à mémoire de forme. Les premiers nécessitent une tension assez élevée, tandis que les seconds ont une amplitude de mouvement limitée et sont également très coûteux. Pour créer des robots souples, l'air comprimé est également utilisé, mais cela implique la présence de pompes et complique la conception. Pour fabriquer des muscles artificiels, nous nous sommes tournés vers la recette de scientifiques de l'Université de Columbia, qui ont réussi à combiner puissance élevée, légèreté, élasticité et simplicité étonnante dans un seul design. Les muscles sont en silicone souple ordinaire, dans lequel des bulles d'alcool sont introduites à l'avance. Lorsqu'il est chauffé avec une spirale nichrome, l'alcool à l'intérieur commence à bouillir et le silicone gonfle fortement. Cependant, si vous mettez tout cela dans une tresse rigide avec un tissage perpendiculaire de fils, le gonflement se transformera en une contraction régulière - un peu comme le font les moteurs pneumatiques McKibben.

Parce que le silicone est un mauvais conducteur de chaleur, il est important de ne pas appliquer trop de puissance à la bobine ou le polymère commencera à fumer. Ceci, bien sûr, a l'air spectaculaire et n'interfère presque pas avec le travail, mais à la fin, cela peut provoquer un incendie. Une faible puissance n'est pas non plus bonne, car le temps de réduction peut alors être retardé. Dans tous les cas, un capteur thermique restrictif et un contrôleur PWM ne seront pas superflus dans la conception.

Méthodes

Les muscles en silicone sont étonnamment simples dans leur conception, et il n'y a que deux vrais problèmes lorsque vous travaillez avec eux : choisir la puissance et créer des moules suffisamment confortables pour verser.

Les moules de coulée sont commodément fabriqués à partir de feuilles de plastique transparentes. Gardez simplement à l'esprit que le mécanisme de fixation de l'hélice à l'intérieur du polymère doit être pensé à l'avance : il sera trop tard après le versement.

et matériaux

Le silicone souple pour la construction musculaire peut être acheté dans les magasins de fournitures artistiques. La tresse du bon tissage est généralement utilisée pour organiser et faire passer les câbles, et doit être recherchée auprès des électriciens. Les plus grandes difficultés surviennent avec l'éthanol à 96 %, qui est plus difficile à acheter en Russie qu'un réservoir. Cependant, il est tout à fait possible de le remplacer par de l'isopropanol.

Popular Mechanics tient à remercier Skeleton Shop pour son aide au tournage. 24 février 2014

Comment fabriquer des muscles artificiels avec du fil de pêche

Des chercheurs de l'Université du Texas à Dallas (USA) ont présenté des muscles synthétiques 100 fois plus puissants que de vraies fibres musculaires de même longueur et masse.

Dans le même temps, la technologie de fabrication elle-même s'est avérée étonnamment simple. Les muscles artificiels ne nécessitaient aucun polymère synthétique sophistiqué : Ray Baughman et ses collègues ont simplement pris un fil de polymère parmi ceux utilisés pour fabriquer du fil de pêche ou du fil synthétique et l'ont tordu en une spirale. Cette spirale pourrait se tordre et s'étirer avec un changement de température. Il est curieux que le processus technique puisse être modifié de sorte que l'effet soit le contraire, c'est-à-dire que le fil se torde lorsqu'il est refroidi et s'étire lorsqu'il est chauffé. En faisant varier le nombre de fils dans le faisceau, il est possible d'obtenir d'autres caractéristiques mécaniques de la "fibre musculaire" artificielle.

Fibres synthétiques constituées de six brins d'épaisseurs différentes :
la partie supérieure est constituée de fils d'une épaisseur de 2,45 mm, la partie inférieure est constituée de fils d'une épaisseur de 150 microns.
(Photo des auteurs de l'ouvrage.)

Et ces caractéristiques sont vraiment impressionnantes. Premièrement, par rapport aux muscles conventionnels, qui ne peuvent se contracter que de 20 % de leur longueur, les muscles artificiels peuvent rétrécir de moitié. Ces muscles, bien sûr, ne connaissent pas non plus la fatigue rapide. Si vous combinez une centaine de fibres élémentaires, un tel muscle peut soulever plus de 700 kg. Rapportées au poids, les fibres peuvent développer 7,1 ch. par kg, ce qui correspond, selon les chercheurs, à la puissance d'un moteur à réaction.

Le moteur pour eux, comme déjà mentionné, est la différence de température, qui peut être fournie de n'importe quelle manière - même à l'aide d'une réaction chimique, même par l'électricité (oui, même réchauffer ces fibres avec votre souffle). Quant aux fibres elles-mêmes, les scientifiques insistent surtout sur l'exceptionnelle simplicité de leur fabrication : disent-ils, tout étudiant le fera au cours d'un laboratoire ordinaire, l'essentiel est d'observer conditions physiques, auquel vous déformerez le fil. Le génie des auteurs de l'idée est qu'ils ont réussi à deviner l'énorme potentiel physique de cette construction triviale en polymère.

En fait, la simplicité de ces muscles rend probablement difficile l'appréciation immédiate de tout le caractère révolutionnaire de l'invention. Même si les chercheurs en ont bien sûr démontré une utilisation possible : adapté à la fenêtre, ils la fermaient et l'ouvraient en fonction de la température ambiante. De plus, il était possible de créer un tissu tissé à partir des fibres, dont la porosité changeait à nouveau en fonction de la température, et à partir de là, il est facile d'imaginer des vêtements "intelligents" qui vous ventileront dans la chaleur et économiseront de la chaleur dans le froid.

Mais, bien sûr, la part du lion des fantasmes autour et autour des muscles artificiels est donnée à la robotique. Il est clair que ces fibres peuvent devenir un analogue direct des muscles humains chez les robots, à l'aide desquels elles peuvent même modifier les expressions faciales. Muscles synthétiques utile à la fois pour soulever des poids et pour effectuer des manipulations chirurgicales délicates (si l'on imagine les dispositifs médicaux du futur).

Dans le passé, des tentatives ont été faites pour fabriquer de telles fibres à partir de nanotubes de carbone. Selon Ray Boffman, qui est passé par cette étape, les expériences avec des nanotubes ont réussi, mais, d'une part, de tels « nanomuscles » sont très difficiles à fabriquer et extrêmement coûteux, et d'autre part, ils n'ont été réduits que de 10 % de leur longueur. c'est-à-dire qu'ils étaient inférieurs même aux muscles vivants ordinaires, sans parler des fibres polymères nouvellement découvertes.

Jusqu'à présent, nous n'avons qu'une seule question concernant l'efficacité et l'économie : quelle quantité de chaleur (et donc d'énergie électrique ou chimique) doit être dépensée pour leur travail mécanique ? Les auteurs admettent que, comme tous les muscles artificiels en général, leurs fibres ne sont pas très efficaces dans ce sens, cependant, il y a certains espoirs que dans ce cas, il sera possible d'optimiser assez rapidement les coûts énergétiques.

Adapté de l'Université du Texas à Dallas : des chercheurs créent des muscles puissants à partir d'une ligne de pêche, d'un fil.

dos

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