Вештачки мускули: Инженерска супер сила

• автор:
• име на авторот

  Quantumrun Foresight
• Може 6, 2022

Резиме на увид

Напредокот во технологијата за вештачки мускули го отвора патот за мноштво апликации, од поприродна протетика до роботи со зголемена умешност. Истражувачите истражуваат материјали и извори на енергија за да создадат влакна кои ги имитираат движењата на човечките мускули. Како што оваа технологија продолжува да се развива, таа ветува дека ќе донесе трансформативни промени во различни индустрии, вклучително здравството, модата и забавата, а исто така ќе подигне важни етички и регулаторни размислувања.

Контекст на вештачки мускули

Научниците доживеале долга историја на неуспешни обиди да создадат вештачки мускули. Тие вклучуваат метали со меморија за форма, хидраулика, полимери и серво мотори. Сепак, овие обиди не се оптимални поради нивната тежина, умешност и максимално време на одговор. Одржливите вештачки мускули бараат механизам за еластично движење заедно со биолошки извор на енергија, како што се гликоза и кислород. 

Сепак, кон крајот на 2010-тите, истражувачите објавија студии за развојот на вештачките мускули од следната генерација. Во 2019 година, истражувачки тим од Технолошкиот институт во Масачусетс го реплицираше системот „свиткување и влечење“ на растението краставица за да направи влакна кои можат да се собираат како човечки мускули. Тие го постигнаа ова со врзување на два полимери со различна еластичност кои формираа намотки кога ќе се затегнат. Потоплите температури овозможија подобро намотување, генерирајќи поголема цврстина на истегнување. Покрај тоа, влакната работат добро во умерени услови, што ги прави остварливи за комерцијално производство. Влакната може да се обложат и со наножици за да се обезбеди внатрешен извор на енергија. 

Дополнително, научниците од Универзитетот Линкопинг создадоа вештачки мускули во 2019 година кои користат гликоза и кислород како извор на енергија, претворајќи ја хемиската енергија во електрични импулси преку биолошки електроди. Електричните импулси потоа предизвикаа контракција на развиените вештачки мускули. Со текот на времето, научниците најверојатно ќе користат вештачки мускули за да ги подобрат роботите и протетските екстремитети. Додека вештачките мускули може да се направат да бидат над 600 пати посилни од човечките мускули, од декември 2021 година, моделите може да изгубат до 97 проценти од својата енергија додека вршат различни дејства, што ги прави многу неефикасни.   

Нарушувачко влијание

Развојот на вештачки мускули може да понуди нови третмани за дегенеративни мускулни нарушувања, како што е мускулната дистрофија на Душен. Овие синтетички мускули може да се искористат за да се создадат терапии кои помагаат во регенерацијата на мускулите, подобрувајќи го квалитетот на животот на поединците кои страдаат од такви состојби. Згора на тоа, за поединци кои се потпираат на протетика, вештачките мускули претставуваат можност за полесни и поефикасни алтернативи, што ја подобрува мобилноста и леснотијата на користење. Како што напредува истражувањето, целта е да се намали загубата на енергија што преовладува во тековните дизајни, не само што ги прави овие мускули поефикасни туку и ја проширува нивната применливост во различни индустрии.

Гледајќи го индустрискиот пејзаж, интеграцијата на вештачките мускули во опремата на работниците може значително да ги ублажи физичките потреби на трудоинтензивните улоги. Замислете егзотични костуми надополнети со вештачки мускули, кои ќе им помагаат на работниците во тешките индустрии со намалување на оптоварувањето на нивните тела, развој што потенцијално би можел да поттикне поздрава работна средина и да ги намали прекините поврзани со повреди. Паралелно, секторот на роботиката ќе има значителна добивка, при што идните генерации на роботи веројатно ќе имаат вештачки мускули, а со тоа ќе им се даде зголемена флексибилност и мобилност, што може да биде клучно во задачите за кои е потребен деликатен допир или навигација по нерамни терени.

Сепак, овој развој бара од спортските тела да дејствуваат превентивно за да се зачува правичноста на натпреварите, бидејќи можеби ќе треба да воведат регулативи со кои им се забранува на спортистите да користат вградени вештачки мускули за да добијат непотребна предност. Владите, исто така, можеби ќе треба да поттикнуваат средини што поттикнуваат етички напредок, додека спречуваат злоупотреба. Згора на тоа, образовните институции можат да го искористат овој момент за да го интегрираат знаењето за оваа нова технологија во наставните програми, негувајќи генерација која е вешти во искористувањето на придобивките додека ги ублажува потенцијалните негативни страни. 

Импликации на вештачки мускули 

Пошироки импликации на вештачките мускули може да вклучуваат:

• Протетските дизајни се развиваат за да бидат полесни и поодговорни на корисничките стимули, што резултира со наплив на естетски пријатни опции за лицата со попреченост, што не само што може да ја подобри мобилноста, туку и да ја зголеми самодовербата и да ја олесни понепречената интеграција во различни општествени улоги.
• Војските насочуваат средства во истражувачки програми за развој на специјализирани вештачки мускули, што доведува до создавање на супер војници обдарени со зголемена сила и брзина, потег што може да ги ескалира трките во вооружување на глобално ниво и да ги подигне етичките дилеми околу подобрувањето на човечките способности преку вештачки средства.
• Појавата на хуманоидни роботи опремени со флексибилни органски или синтетички кожи и мускули, отворајќи го патот за поприродни интеракции меѓу луѓето и роботите, менувајќи ја динамиката на пазарот на трудот со воведување роботи способни да извршуваат задачи со умешност и емоционално разбирање слична на човекот.
• Модната индустрија потенцијално прифаќа вештачки мускули во дизајнот на облека, што доведува до облека што може да ја менува формата или бојата врз основа на преференциите или емоциите на корисникот, нудејќи нова димензија на персонализирана мода, но исто така поставува прашања за влијанието врз животната средина од производството на таква високотехнолошка облека .
• Забавната индустрија, особено секторите за филмови и игри, користи вештачки мускули за да создаде пореалистична аниматроника и виртуелни ликови, што доведува до извонредни искуства, но веројатно и зголемување на трошоците за производство.
• Развојот на роботи за спасување опремени со вештачки мускули, со што се подобрува нивната способност да се движат по тешки терени и да спасуваат животи во областите погодени од катастрофи.
• Потенцијалот за вештачки мускули да се користат во вселенските истражувања, помагајќи им на астронаутите да извршуваат задачи со намален физички напор, продолжувајќи го времетраењето на вселенските мисии, но исто така бараат значителни инвестиции во истражување и развој.
• Здравствениот сектор потенцијално забележува пораст на персонализираните програми за физикална терапија и рехабилитација со помош на вештачки мускули, што доведува до поефективни процеси на закрепнување, но и зголемување на цената на здравствените услуги поради интеграцијата на врвната технологија.

Прашања што треба да се разгледаат

• Дали мислите дека владите ќе или треба да ја забранат употребата на вештачки мускули кај здрави индивидуи? 
• Дали би биле заинтересирани за вештачки мускули - или вградени или додаток кој може да се носи - за да бидете посилни и побрзи?