Muskoli artifiċjali: Inġinerija super-saħħa

KREDITU TAL-IMMAĠNI:
Immaġni kreditu
iStock

Muskoli artifiċjali: Inġinerija super-saħħa

Muskoli artifiċjali: Inġinerija super-saħħa

Test tas-subintestatura
Muskoli artifiċjali jiftħu l-bieb għal saħħa superumana, iżda użi prattiċi jimmiraw il-prostetika u r-robotika.
    • awtur:
    • isem awtur
      Quantumrun Foresight
    • Jista 6, 2022

    Sommarju tal-għarfien

    L-avvanzi fit-teknoloġija tal-muskoli artifiċjali qed iwittu t-triq għal għadd ta’ applikazzjonijiet, minn aktar prostetiċi naturali għal robots b’destrezza mtejba. Ir-riċerkaturi qed jesploraw materjali u sorsi ta 'enerġija biex joħolqu fibri li jimitaw il-movimenti tal-muskoli tal-bniedem. Hekk kif din it-teknoloġija tkompli tiżviluppa, twiegħed li ġġib bidliet trasformattivi f'diversi industriji, inklużi l-kura tas-saħħa, il-moda u d-divertiment, filwaqt li tqajjem ukoll konsiderazzjonijiet etiċi u regolatorji importanti.

    Kuntest tal-muskoli artifiċjali

    Ix-xjentisti esperjenzaw storja twila ta 'tentattivi bla suċċess biex joħolqu muskoli artifiċjali. Dawn jinkludu metalli bil-memorja tal-forma, idrawliċi, polimeri, u servo motors. Madankollu, dawn it-tentattivi mhumiex ottimali minħabba l-piż tagħhom, id-destrezza, u l-ħinijiet massimi ta 'rispons. Muskoli artifiċjali vijabbli jeħtieġu mekkaniżmu ta 'moviment elastiku flimkien ma' sors ta 'enerġija bijoloġika, bħal glukożju u ossiġnu. 

    Madankollu, matul l-aħħar tas-snin 2010, ir-riċerkaturi ppubblikaw studji dwar l-iżvilupp tal-muskoli artifiċjali tal-ġenerazzjoni li jmiss. Fl-2019, tim ta 'riċerka tal-Istitut tat-Teknoloġija ta' Massachusetts irreplika s-sistema ta '"coiling-and-pulling" tal-pjanta tal-ħjar biex tagħmel fibri li jistgħu jikkuntrattaw bħall-muskoli tal-bniedem. Dan kisbu billi jorbtu żewġ polimeri b'elastiċità li tvarja li ffurmaw kolji meta jinġibdu stirat. Temperaturi aktar sħan ippermettew coiling aħjar, li jiġġeneraw aktar saħħa tat-tensjoni. Barra minn hekk, il-fibri jaħdmu tajjeb f'kundizzjonijiet moderati, u jagħmluhom vijabbli għall-produzzjoni kummerċjali. Il-fibri jistgħu wkoll ikunu miksija b'nanowires biex jipprovdu sors intern ta 'enerġija. 

    Barra minn hekk, xjenzati fl-Università ta 'Linköping ħolqu muskoli artifiċjali fl-2019 li jużaw il-glukożju u l-ossiġnu bħala sors ta' enerġija, u jikkonvertu l-enerġija kimika f'impulsi elettriċi permezz ta 'elettrodi bijoloġiċi. L-impulsi elettriċi mbagħad ikkawżaw il-kuntratt tal-muskoli artifiċjali żviluppati. Maż-żmien, ix-xjentisti x'aktarx se jużaw muskoli artifiċjali biex itejbu r-robots u r-riġlejn prostetiċi. Filwaqt li l-muskoli artifiċjali jistgħu jsiru aktar minn 600 darba aktar b'saħħithom mill-muskoli umani, minn Diċembru 2021, il-mudelli jistgħu jitilfu sa 97 fil-mija tal-enerġija tagħhom hekk kif iwettqu azzjonijiet differenti, u jagħmluhom ineffiċjenti ħafna.   

    Impatt li jfixkel

    L-iżvilupp ta' muskoli artifiċjali jista' joffri trattamenti ġodda għal disturbi muskolari deġenerattivi, bħad-distrofija muskolari ta' Duchenne. Dawn il-muskoli sintetiċi jistgħu jiġu utilizzati biex jinħolqu terapiji li jgħinu fir-riġenerazzjoni tal-muskoli, u jtejbu l-kwalità tal-ħajja għal individwi li jbatu minn dawn il-kundizzjonijiet. Barra minn hekk, għal individwi li jiddependu fuq il-prostetiċi, il-muskoli artifiċjali jippreżentaw opportunità għal alternattivi eħfef u aktar effettivi, li jtejbu l-mobilità u l-faċilità tal-użu. Hekk kif ir-riċerka timxi 'l quddiem, l-għan huwa li jitnaqqas it-telf ta' enerġija prevalenti fid-disinji attwali, mhux biss jagħmlu dawn il-muskoli aktar effiċjenti iżda wkoll tespandi l-applikabilità tagħhom f'diversi industriji.

    Meta wieħed iħares lejn il-pajsaġġ industrijali, l-integrazzjoni ta 'muskoli artifiċjali fl-irkaptu tal-ħaddiema tista' notevolment ittaffi l-esiġenzi fiżiċi ta 'rwoli li jagħmlu ħafna xogħol. Ipprevedi exosuits infużi b'muskoli artifiċjali, li jassistu lill-ħaddiema fl-industriji tqal billi jnaqqas it-tensjoni fuq ġisimhom, żvilupp li jista 'potenzjalment irawwem ambjent tax-xogħol aktar b'saħħtu u jnaqqas il-perijodi ta' waqfien relatati mal-korrimenti. B'mod parallel, is-settur tar-robotika jista' jikseb b'mod sinifikanti, bil-ġenerazzjonijiet futuri tar-robot possibbilment ikollhom muskoli artifiċjali, u b'hekk jagħtuhom flessibilità u mobilità mtejba, li jistgħu jkunu kruċjali f'ħidmiet li jeħtieġu touch delikat jew li jinnavigaw terren irregolari.

    Madankollu, dan l-iżvilupp jeħtieġ ukoll li l-korpi sportivi jaġixxu b’mod preventiv biex isostnu l-ġustizzja fil-kompetizzjonijiet, peress li jista’ jkollhom bżonn jistabbilixxu regolamenti li jipprojbixxu lill-atleti milli jużaw muskoli artifiċjali impjantati biex jiksbu vantaġġ bla bżonn. Il-gvernijiet jista’ jkollhom bżonn ukoll irawmu ambjenti li jinkoraġġixxu avvanzi etiċi filwaqt li jipprevjenu l-użu ħażin. Barra minn hekk, l-istituzzjonijiet edukattivi jistgħu jaħtfu dan il-mument biex jintegraw l-għarfien dwar din it-teknoloġija emerġenti fil-kurrikuli, u jrawmu ġenerazzjoni li hija kapaċi li tisfrutta l-benefiċċji filwaqt li ttaffi l-iżvantaġġi potenzjali. 

    Implikazzjonijiet tal-muskoli artifiċjali 

    Implikazzjonijiet usa' tal-muskoli artifiċjali jistgħu jinkludu:

    • Disinji prostetiċi li qed jevolvu biex ikunu eħfef u jirrispondu aktar għall-istimoli tal-utent, li jirriżulta f'żieda fl-għażliet estetikament pjaċevoli għal persuni b'diżabilità, li jistgħu mhux biss itejbu l-mobilità iżda wkoll jagħtu spinta lill-istima personali u jiffaċilitaw integrazzjoni aktar bla xkiel f'diversi rwoli tas-soċjetà.
    • Il-militari li jibagħtu fondi fi programmi ta’ riċerka biex jiżviluppaw muskoli artifiċjali speċjalizzati, li jwasslu għall-ħolqien ta’ super suldati mogħnija b’saħħa u veloċità akbar, mossa li tista’ teskala t-tiġrijiet għall-armi globalment u tqajjem dilemmi etiċi dwar it-titjib tal-kapaċitajiet umani permezz ta’ mezzi artifiċjali.
    • It-tfaċċar ta 'robots umanojdi mgħammra b'ġlud u muskoli organiċi jew sintetiċi flessibbli, li jwittu t-triq għal interazzjonijiet aktar naturali bejn il-bnedmin u r-robots, ibiddlu d-dinamika tas-suq tax-xogħol billi jintroduċu robots kapaċi jwettqu kompiti b'destrezza u fehim emozzjonali bħall-bniedem.
    • L-industrija tal-moda potenzjalment tadotta muskoli artifiċjali fid-disinji tal-ħwejjeġ, li twassal għal ħwejjeġ li jistgħu jbiddlu l-forma jew il-kulur ibbażati fuq il-preferenzi jew l-emozzjonijiet tal-utent, li joffru dimensjoni ġdida ta 'moda personalizzata iżda wkoll tagħmel mistoqsijiet dwar l-impatt ambjentali tal-produzzjoni ta' ħwejjeġ ta 'teknoloġija għolja bħal dawn .
    • L-industrija tad-divertiment, partikolarment is-setturi tal-films u tal-logħob, tisfrutta muskoli artifiċjali biex toħloq animatronics u karattri virtwali aktar realistiċi, li jwasslu għal esperjenzi immersivi iżda possibilment teskala l-ispejjeż tal-produzzjoni.
    • L-iżvilupp ta 'robots ta' salvataġġ mgħammra b'muskoli artifiċjali, li jtejbu l-kapaċità tagħhom li jinnavigaw terren diffiċli u jsalvaw ħajjiet f'żoni milquta minn diżastru.
    • Il-potenzjal għall-muskoli artifiċjali li jintużaw fl-esplorazzjonijiet spazjali, li jgħinu lill-astronawti biex iwettqu kompiti bi tensjoni fiżika mnaqqsa, li jestendu t-tul tal-missjonijiet spazjali iżda li jeħtieġu wkoll investimenti sostanzjali fir-riċerka u l-iżvilupp.
    • Is-settur tal-kura tas-saħħa potenzjalment qed jara żieda fit-terapija fiżika personalizzata u l-programmi ta’ rijabilitazzjoni li jisfruttaw il-muskoli artifiċjali, li jwasslu għal proċessi ta’ rkupru aktar effettivi iżda wkoll iżidu l-ispiża tas-servizzi tal-kura tas-saħħa minħabba l-integrazzjoni tat-teknoloġija high-end.

    Mistoqsijiet li għandek tikkunsidra

    • Taħseb li l-gvernijiet se jew għandhom jipprojbixxu l-użu ta' muskoli artifiċjali f'individwi b'saħħithom? 
    • Tkun interessat f’muskoli artifiċjali—jew impjantati jew appendiċi li jintlibes—biex tagħmlek aktar b’saħħtu u aktar mgħaġġel? 

    Referenzi ta' għarfien

    Ir-rabtiet popolari u istituzzjonali li ġejjin ġew referenzjati għal din l-għarfien:

    Ċentru għall-Istudji Strateġiċi u Internazzjonali Biża, Inċertezza, u Dubju dwar Microchips tal-Bniedem