Muskujt artificialë: Superfuqi inxhinierike

• Author:
• Emri i autorit

  Parashikimi Kuantumrun
• Mund 6, 2022

Përmbledhje e pasqyrës

Përparimet në teknologjinë e muskujve artificialë po hapin rrugën për një mori aplikimesh, nga protezat më natyrale deri te robotët me shkathtësi të shtuar. Studiuesit po eksplorojnë materiale dhe burime energjie për të krijuar fibra që imitojnë lëvizjet e muskujve të njeriut. Ndërsa kjo teknologji vazhdon të zhvillohet, ajo premton të sjellë ndryshime transformuese në industri të ndryshme, duke përfshirë kujdesin shëndetësor, modën dhe argëtimin, duke ngritur gjithashtu konsiderata të rëndësishme etike dhe rregullatore.

Konteksti i muskujve artificialë

Shkencëtarët kanë përjetuar një histori të gjatë përpjekjesh të pasuksesshme për të krijuar muskuj artificialë. Këto përfshijnë metale me memorie të formës, hidraulikë, polimerë dhe servo motorë. Megjithatë, këto përpjekje nuk janë optimale për shkak të peshës së tyre, shkathtësisë dhe kohës maksimale të reagimit. Muskujt artificialë të qëndrueshëm kërkojnë një mekanizëm lëvizjeje elastike të shoqëruar me një burim biologjik energjie, të tilla si glukoza dhe oksigjeni. 

Megjithatë, gjatë fundit të viteve 2010, studiuesit publikuan studime mbi zhvillimin e muskujve artificialë të gjeneratës së ardhshme. Në vitin 2019, një ekip hulumtues i Institutit të Teknologjisë në Masaçusets përsëriti sistemin e "mbështjelljes dhe tërheqjes" të bimës së kastravecit për të bërë fibra që mund të kontraktohen si muskujt e njeriut. Ata e arritën këtë duke lidhur dy polimere me elasticitet të ndryshëm që formonin mbështjellje kur tërhiqeshin. Temperaturat më të ngrohta lejuan mbështjellje më të mirë, duke gjeneruar më shumë forcë në tërheqje. Përveç kësaj, fibrat funksionojnë mirë në kushte të moderuara, duke i bërë ato të zbatueshme për prodhim komercial. Fijet gjithashtu mund të mbulohen me nanotela për të siguruar një burim të brendshëm energjie. 

Për më tepër, shkencëtarët në Universitetin Linköping krijuan muskuj artificialë në vitin 2019 që përdorin glukozën dhe oksigjenin si burim energjie, duke shndërruar energjinë kimike në impulse elektrike nëpërmjet elektrodave biologjike. Impulset elektrike më pas bënë që muskujt artificialë të zhvilluar të tkurren. Me kalimin e kohës, shkencëtarët ka të ngjarë të përdorin muskuj artificialë për të përmirësuar robotët dhe gjymtyrët protetike. Ndërsa muskujt artificialë mund të bëhen mbi 600 herë më të fortë se muskujt e njeriut, që nga dhjetori 2021, modelet mund të humbasin deri në 97 për qind të energjisë së tyre ndërsa kryejnë veprime të ndryshme, duke i bërë ato shumë joefikase.   

Ndikim shkatërrues

Zhvillimi i muskujve artificialë mund të ofrojë trajtime të reja për çrregullimet degjenerative muskulare, siç është distrofia muskulare Duchenne. Këta muskuj sintetikë mund të përdoren për të krijuar terapi që ndihmojnë në rigjenerimin e muskujve, duke përmirësuar cilësinë e jetës për individët që vuajnë nga kushte të tilla. Për më tepër, për individët që mbështeten në protetikë, muskujt artificialë paraqesin një mundësi për alternativa më të lehta dhe më efektive, duke rritur lëvizshmërinë dhe lehtësinë e përdorimit. Ndërsa kërkimi përparon, qëllimi është të zvogëlohet humbja e energjisë e përhapur në dizajnet aktuale, jo vetëm duke i bërë këta muskuj më efikas, por edhe duke zgjeruar zbatueshmërinë e tyre në industri të ndryshme.

Duke parë peizazhin industrial, integrimi i muskujve artificialë në pajisjet e punëtorëve mund të lehtësonte dukshëm kërkesat fizike të roleve intensive të punës. Imagjinoni kostume ekzotike të mbushura me muskuj artificialë, duke ndihmuar punëtorët në industritë e rënda duke reduktuar tendosjen në trupat e tyre, një zhvillim që mund të nxisë potencialisht një mjedis më të shëndetshëm pune dhe të zvogëlojë kohët e ndërprerjeve të lidhura me lëndimet. Paralelisht, sektori i robotikës do të fitojë ndjeshëm, me gjeneratat e ardhshme të robotëve që mund të kenë muskuj artificialë, duke u dhënë atyre fleksibilitet dhe lëvizshmëri të shtuar, të cilat mund të jenë thelbësore në detyrat që kërkojnë një prekje delikate ose lundrimin në terrene të pabarabarta.

Megjithatë, ky zhvillim kërkon gjithashtu që organet sportive të veprojnë paraprakisht për të ruajtur drejtësinë në gara, pasi mund të kenë nevojë të vendosin rregulla që ndalojnë atletët të përdorin muskuj artificialë të implantuar për të fituar një avantazh të panevojshëm. Qeverive mund t'u duhet gjithashtu të nxisin mjedise që inkurajojnë përparimet etike duke parandaluar keqpërdorimin. Për më tepër, institucionet arsimore mund të shfrytëzojnë këtë moment për të integruar njohuritë rreth kësaj teknologjie në zhvillim në programet mësimore, duke ushqyer një brez që është i aftë në shfrytëzimin e përfitimeve duke zbutur anët e mundshme negative. 

Implikimet e muskujve artificialë 

Implikimet më të gjera të muskujve artificialë mund të përfshijnë:

• Modelet e protezave evoluojnë për të qenë më të lehta dhe më të përgjegjshme ndaj stimujve të përdoruesve, duke rezultuar në një rritje të opsioneve estetikisht të këndshme për njerëzit me aftësi të kufizuara, të cilat jo vetëm që mund të rrisin lëvizshmërinë, por edhe të rrisin vetëvlerësimin dhe të lehtësojnë integrimin më të butë në role të ndryshme shoqërore.
• Ushtarët që kanalizojnë fondet në programe kërkimore për të zhvilluar muskuj artificialë të specializuar, duke çuar në krijimin e super ushtarëve të pajisur me forcë dhe shpejtësi të shtuar, një lëvizje që mund të përshkallëzojë garat e armëve globalisht dhe të ngrejë dilema etike rreth rritjes së aftësive njerëzore përmes mjeteve artificiale.
• Shfaqja e robotëve humanoidë të pajisur me lëkurë dhe muskuj fleksibël organike ose sintetike, duke hapur rrugën për ndërveprime më të natyrshme midis njerëzve dhe robotëve, duke ndryshuar dinamikën e tregut të punës duke futur robotë të aftë për të kryer detyra me shkathtësi dhe mirëkuptim emocional si njeriu.
• Industria e modës potencialisht adopton muskuj artificialë në dizajnet e veshjeve, duke çuar në veshje që mund të ndryshojnë formën ose ngjyrën bazuar në preferencat ose emocionet e përdoruesit, duke ofruar një dimension të ri të modës së personalizuar, por edhe duke shtruar pyetje mbi ndikimin mjedisor të prodhimit të veshjeve të tilla të teknologjisë së lartë. .
• Industria e argëtimit, veçanërisht sektorët e filmave dhe lojërave, duke shfrytëzuar muskujt artificialë për të krijuar animatronikë dhe personazhe virtuale më realiste, duke çuar në përvoja zhytëse, por ndoshta duke përshkallëzuar kostot e prodhimit.
• Zhvillimi i robotëve të shpëtimit të pajisur me muskuj artificialë, duke rritur aftësinë e tyre për të lundruar në terrene të vështira dhe për të shpëtuar jetë në zonat e goditura nga katastrofa.
• Potenciali që muskujt artificialë të përdoren në eksplorimet hapësinore, duke ndihmuar astronautët në kryerjen e detyrave me tendosje të reduktuar fizike, duke zgjatur kohëzgjatjen e misioneve hapësinore, por edhe duke kërkuar investime të konsiderueshme në kërkime dhe zhvillim.
• Sektori i kujdesit shëndetësor potencialisht po sheh një rritje të programeve të terapisë fizike dhe rehabilitimit të personalizuar duke shfrytëzuar muskujt artificialë, duke çuar në procese më efektive të rimëkëmbjes, por gjithashtu duke rritur koston e shërbimeve të kujdesit shëndetësor për shkak të integrimit të teknologjisë së nivelit të lartë.

Pyetje që duhen marrë parasysh

• A mendoni se qeveritë do apo duhet të ndalojnë përdorimin e muskujve artificialë te individët e shëndetshëm? 
• A do të interesoheshit për muskujt artificialë - qofshin të implantuar ose një shtojcë të veshur - për t'ju bërë më të fortë dhe më të shpejtë?