Արհեստական ​​մկաններ. Ինժեներական գերուժեղություն

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Թող 6, 2022

Insight ամփոփում

Արհեստական ​​մկանների տեխնոլոգիայի առաջընթացը ճանապարհ է հարթում բազմաթիվ կիրառությունների համար՝ ավելի բնական պրոթեզավորումից մինչև ուժեղացված ճարտարություն ունեցող ռոբոտներ: Հետազոտողները ուսումնասիրում են նյութեր և էներգիայի աղբյուրներ՝ ստեղծելու մանրաթելեր, որոնք ընդօրինակում են մարդու մկանների շարժումները: Քանի որ այս տեխնոլոգիան շարունակում է զարգանալ, այն խոստանում է փոխակերպիչ փոփոխություններ մտցնել տարբեր ոլորտներում, ներառյալ առողջապահությունը, նորաձևությունը և զվարճանքը, միաժամանակ բարձրացնելով կարևոր էթիկական և կարգավորող նկատառումները:

Արհեստական ​​մկանների համատեքստ

Գիտնականներն արհեստական ​​մկաններ ստեղծելու անհաջող փորձերի երկար պատմություն են ունեցել: Դրանք ներառում են ձևի հիշողությամբ մետաղներ, հիդրոտեխնիկա, պոլիմերներ և սերվո շարժիչներ: Այնուամենայնիվ, այս փորձերը օպտիմալ չեն իրենց քաշի, ճարտարության և առավելագույն արձագանքման ժամանակների պատճառով: Կենսունակ արհեստական ​​մկանները պահանջում են առաձգական շարժման մեխանիզմ՝ զուգակցված կենսաբանական էներգիայի աղբյուրի հետ, ինչպիսիք են գլյուկոզան և թթվածինը: 

Այնուամենայնիվ, 2010-ականների վերջին հետազոտողները հրապարակեցին հետազոտություններ հաջորդ սերնդի արհեստական ​​մկանների զարգացման վերաբերյալ: 2019 թվականին Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի հետազոտական ​​թիմը կրկնօրինակել է վարունգի գործարանի «ոլորում-քաշում» համակարգը՝ ստեղծելով մանրաթելեր, որոնք կարող են կծկվել մարդու մկանների նման: Նրանք դրան հասել են՝ կապելով տարբեր առաձգականությամբ երկու պոլիմերներ, որոնք ձգվելիս գոյացել են կծիկներ: Ավելի տաք ջերմաստիճանը թույլ էր տալիս ավելի լավ գալարվել՝ առաջացնելով ավելի առաձգական ուժ: Բացի այդ, մանրաթելերը լավ են աշխատում չափավոր պայմաններում՝ դրանք կենսունակ դարձնելով կոմերցիոն արտադրության համար: Մանրաթելերը կարող են նաև պատվել նանոլարերով՝ էներգիայի ներքին աղբյուր ապահովելու համար: 

Բացի այդ, Linköping համալսարանի գիտնականները 2019 թվականին արհեստական ​​մկաններ են ստեղծել, որոնք օգտագործում են գլյուկոզան և թթվածինը որպես էներգիայի աղբյուր՝ քիմիական էներգիան վերածելով էլեկտրական ազդակների կենսաբանական էլեկտրոդների միջոցով: Այնուհետև էլեկտրական ազդակները առաջացրել են զարգացած արհեստական ​​մկանների կծկումներ: Ժամանակի ընթացքում գիտնականները, հավանաբար, կօգտագործեն արհեստական ​​մկաններ՝ ռոբոտներն ու վերջույթների պրոթեզը բարելավելու համար: Թեև արհեստական ​​մկանները կարող են 600 անգամ ավելի ուժեղ լինել, քան մարդու մկանները, 2021 թվականի դեկտեմբերի դրությամբ մոդելները կարող են կորցնել իրենց էներգիայի մինչև 97 տոկոսը տարբեր գործողություններ կատարելիս՝ դրանք դարձնելով չափազանց անարդյունավետ:   

Խանգարող ազդեցություն

Արհեստական ​​մկանների զարգացումը կարող է նոր բուժում առաջարկել դեգեներատիվ մկանային խանգարումների համար, ինչպիսին է Դյուշենի մկանային դիստրոֆիան: Այս սինթետիկ մկանները կարող են օգտագործվել բուժման մեթոդներ ստեղծելու համար, որոնք օգնում են մկանների վերականգնմանը՝ բարելավելով նման պայմաններից տառապող անհատների կյանքի որակը: Ավելին, այն մարդկանց համար, ովքեր ապավինում են պրոթեզներին, արհեստական ​​մկանները հնարավորություն են տալիս ավելի թեթև և արդյունավետ այլընտրանքների համար՝ բարձրացնելով շարժունակությունը և օգտագործման հեշտությունը: Հետազոտության ընթացքի հետ մեկտեղ նպատակն է նվազեցնել էներգիայի կորուստը, որը տարածված է ընթացիկ դիզայներում՝ ոչ միայն այս մկանները դարձնելով ավելի արդյունավետ, այլև ընդլայնելով դրանց կիրառելիությունը տարբեր ոլորտներում:

Նայելով արդյունաբերական լանդշաֆտին, արհեստական ​​մկանների ինտեգրումը աշխատողների հանդերձանքին կարող է զգալիորեն մեղմել աշխատուժի ինտենսիվ դերերի ֆիզիկական պահանջները: Պատկերացրեք արհեստական ​​մկաններով ներծծված արտահագուստներ, որոնք օգնում են ծանր արդյունաբերության աշխատողներին՝ նվազեցնելով նրանց մարմնի ծանրաբեռնվածությունը, մի զարգացում, որը կարող է նպաստել ավելի առողջ աշխատանքային միջավայրի և նվազեցնել վնասվածքների հետ կապված դադարները: Զուգահեռաբար, ռոբոտաշինության ոլորտը զգալիորեն կշահի, քանի որ ապագա ռոբոտների սերունդները, հնարավոր է, ունենան արհեստական ​​մկաններ՝ դրանով իսկ տալով նրանց ճկունություն և շարժունակություն, ինչը կարող է առանցքային լինել նուրբ հպում պահանջող առաջադրանքներում կամ նավարկելու անհարթ տեղանքով:

Այնուամենայնիվ, այս զարգացումը պահանջում է նաև մարզական մարմիններին կանխարգելիչ գործել մրցումներում արդարությունը պահպանելու համար, քանի որ նրանց կարող է անհրաժեշտ լինել կանոնակարգեր սահմանել, որոնք թույլ չեն տալիս մարզիկներին օգտագործել իմպլանտացված արհեստական ​​մկաններ՝ անհարկի առավելություն ստանալու համար: Կառավարությունները կարող են նաև կարիք ունենալ ստեղծել այնպիսի միջավայրեր, որոնք խրախուսում են էթիկական առաջընթացը` միաժամանակ կանխելով չարաշահումը: Ավելին, կրթական հաստատությունները կարող են օգտվել այս պահից՝ այս զարգացող տեխնոլոգիայի մասին գիտելիքները ուսումնական ծրագրերում ինտեգրելու համար՝ դաստիարակելով սերունդ, որը հմուտ է օգտագործելու առավելությունները՝ միաժամանակ մեղմելով հնարավոր բացասական կողմերը: 

Արհեստական ​​մկանների ազդեցությունը 

Արհեստական ​​մկանների ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել.

• Պրոթեզների ձևավորումները դառնում են ավելի թեթև և ավելի արձագանքող օգտվողների գրգռիչներին, ինչը հանգեցնում է հաշմանդամություն ունեցող մարդկանց էսթետիկորեն հաճելի տարբերակների աճին, ինչը կարող է ոչ միայն բարձրացնել շարժունակությունը, այլև բարձրացնել ինքնագնահատականը և հեշտացնել ավելի հարթ ինտեգրումը հասարակության տարբեր դերերում:
• Զինվորները միջոցներ են ուղղում գիտահետազոտական ​​ծրագրերին՝ մասնագիտացված արհեստական ​​մկաններ զարգացնելու համար, ինչը հանգեցնում է գերզինվորների ստեղծմանը, որոնք օժտված են մեծ ուժով և արագությամբ, քայլ, որը կարող է ընդլայնել սպառազինությունների մրցավազքը ամբողջ աշխարհում և բարձրացնել էթիկական երկընտրանքները՝ կապված արհեստական ​​միջոցների միջոցով մարդկային կարողությունների բարձրացման հետ:
• Հումանոիդ ռոբոտների ի հայտ գալը, որոնք հագեցած են ճկուն օրգանական կամ սինթետիկ մաշկով և մկաններով, ճանապարհ հարթելով մարդկանց և ռոբոտների միջև ավելի բնական փոխազդեցությունների համար, փոխելով աշխատաշուկայի դինամիկան՝ ներկայացնելով ռոբոտներ, որոնք կարող են կատարել առաջադրանքներ մարդու նման ճարտարությամբ և զգացմունքային հասկացողությամբ:
• Նորաձևության արդյունաբերությունը պոտենցիալ կերպով ընդունում է հագուստի դիզայնի արհեստական ​​մկանները, ինչը հանգեցնում է հագուստի, որը կարող է փոխել ձևը կամ գույնը՝ ելնելով օգտագործողի նախասիրություններից կամ զգացմունքներից, առաջարկելով անհատականացված նորաձևության նոր հարթություն, բայց նաև հարցեր է առաջացնում նման բարձր տեխնոլոգիական հագուստի արտադրության շրջակա միջավայրի վրա: .
• Ժամանցային արդյունաբերությունը, մասնավորապես կինոյի և խաղերի ոլորտները, օգտագործում են արհեստական ​​մկանները՝ ստեղծելու ավելի իրատեսական անիմատրոնիկա և վիրտուալ կերպարներ, ինչը հանգեցնում է ընկղմվող փորձի, բայց, հնարավոր է, արտադրության ծախսերի աճին:
• Արհեստական ​​մկաններով հագեցված փրկարար ռոբոտների մշակումը, որը ուժեղացնում է նրանց կարողությունը՝ նավարկելու դժվարին տեղանքները և փրկել աղետից տուժած շրջաններում:
• Արհեստական ​​մկանների ներուժը կարող է օգտագործվել տիեզերական հետազոտություններում՝ օգնելով տիեզերագնացներին կատարել առաջադրանքները նվազեցված ֆիզիկական լարվածությամբ, երկարացնելով տիեզերական առաքելությունների տևողությունը, բայց նաև պահանջում է զգալի ներդրումներ հետազոտության և զարգացման մեջ:
• Առողջապահության ոլորտը կարող է տեսնել անհատականացված ֆիզիկական թերապիայի և վերականգնողական ծրագրերի աճ՝ արհեստական ​​մկանների ազդեցության տակ, ինչը կհանգեցնի վերականգնման ավելի արդյունավետ գործընթացների, բայց նաև բարձրակարգ տեխնոլոգիաների ինտեգրման շնորհիվ առողջապահական ծառայությունների արժեքի բարձրացմանը:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Ի՞նչ եք կարծում, կառավարությունները արգելե՞ն կամ պետք է արգելեն արհեստական ​​մկանների օգտագործումը առողջ մարդկանց մոտ: 
• Արդյո՞ք ձեզ կհետաքրքրի արհեստական ​​մկանները՝ կա՛մ իմպլանտացված, կա՛մ կրելի հավելված, որպեսզի ձեզ ավելի ուժեղ և արագ դառնան: