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exosquelette souple

09.07.2013

Pour la première fois, des scientifiques et des ingénieurs ont réussi à créer un "exosquelette souple" basé sur l'utilisation de muscles artificiels, en termes simples, il s'agit en fait d'un "costume de surhomme" qui peut être porté pour augmenter la force et l'endurance.

L'unité inhabituelle a été créée par des spécialistes des universités de Harvard et de Boston sur ordre du département américain de la Défense. L'appareil est un ensemble supplémentaire de muscles qui est alimenté par un compresseur d'air. Cela distingue fondamentalement ce développement des autres analogues du type HULC, qui sont équipés d '«os» en métal lourd ou en plastique à entraînement hydraulique ou électrique. Par conséquent, les développeurs appellent leur invention une "exosuit", car en tant que telle, il n'y a pas de squelette : seulement un maillage complexe qui s'adapte aux jambes et, à l'aide de pneumomuscles, aide les muscles humains à plier et déplier les membres.

La combinaison comprend des muscles pneumatiques, un compresseur, un accumulateur de pression (c'est-à-dire une bouteille d'air comprimé) et des capteurs installés sur les articulations du genou, de la hanche et de la cheville. Des capteurs surveillent en permanence la position des jambes et contractent / redressent les muscles pneumatiques à un moment strictement défini.

Encore une fois, l'exocombinaison agit comme un ensemble supplémentaire de muscles et rend une personne plus forte, comme si elle avait été intensivement engagée dans un entraînement physique pendant plusieurs années. Théoriquement, une exocombinaison peut produire une puissance plusieurs fois supérieure à la force de nos muscles, mais cela soulève la question de la charge admissible sur les os et les articulations humaines, car la combinaison n'a pas son propre squelette artificiel. Néanmoins, pour une personne adulte bien entraînée, la combinaison offre de sérieux avantages en termes de résistance, même si elle l'augmente de "seulement" 20 à 30%. De plus, avec l'avènement de muscles légers et puissants, il sera facile de combiner une exocombinaison avec un exosquelette qui assume une charge insupportable pour une personne.

Selon les développeurs, l'utilisation de l'exosuit est très naturelle : on sent juste à quel point le "pouvoir magique" vous aide à marcher et à soulever des objets lourds. Lorsque vous enlevez l'exosuit, vous avez l'impression de perdre de la force supplémentaire. Le "naturel" unique de l'exosuit est incomparable aux exosquelettes lourds et maladroits. Certes, l'exocombinaison ne permet pas de porter une charge de 10 kg pendant 100 heures, mais à l'avenir il sera possible de la dissimuler sous ses vêtements. L'exosuit pèse 7,5 kg et est si finement réglé que le porteur oublie parfois qu'il existe.

Les développeurs pensent que leur exosuit peut être utile dans trois domaines. Principalement à des fins militaires, pour aider les soldats à parcourir de plus longues distances et à transporter des charges plus lourdes. De plus, il peut être utilisé en médecine sportive et de réadaptation. Dans ce dernier cas, l'exosuit peut aider les personnes qui n'ont pas perdu la capacité de marcher, mais dont les muscles sont affaiblis ou atrophiés.

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Technologie d'impression d'objets XNUMXD à partir de liquide 07.04.2018

Des scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory ont mis au point un moyen d'imprimer des objets et des structures en trois dimensions entièrement constitués de matériaux liquides. À l'aide d'une imprimante XNUMXD améliorée, ils ont créé des réseaux de "tubes" d'eau dans de l'huile de silicone. Cette technologie peut être utilisée pour créer de l'électronique liquide qui alimente des dispositifs flexibles et élastiques. De plus, cette méthode permettra la séparation et l'étude de molécules individuelles, la livraison de "blocs de construction" pour la fabrication de mécanismes à l'échelle nanométrique et de systèmes microélectromécaniques.

Les filaments d'eau imprimés avaient une épaisseur de 10 microns à 1 millimètre avec une longueur de filament de plusieurs mètres. Pour mettre en œuvre cette technologie, les scientifiques ont dû développer une méthode qui empêche l'eau de se briser en gouttes séparées lors de l'impression. La solution à ce problème était un matériau tensioactif spécial qui lie et retient l'eau.

Ce matériau a été obtenu en remplissant de l'eau avec des nanoparticules d'or et des molécules d'huile polymère spéciales, dans lesquelles de l'eau a été expulsée. Les nanoparticules d'or et les molécules de polymère sont attirées et adhèrent les unes aux autres, créant une frontière claire entre l'eau et l'huile. Dans le même temps, la frontière créée par les nanoparticules et les molécules de polymère ressemble au verre dans sa structure, mais ce matériau peut être étiré ou déformé sans perdre sa fonction "séparatrice".

"La stabilité des frontières signifie que nous pouvons extruder de l'eau dans un tube et cela restera un tube. Nous pouvons façonner l'eau en un ellipsoïde et elle conservera sa forme", écrivent les chercheurs pendant plusieurs mois.

Après cela, les chercheurs ont pris une imprimante XNUMXD standard et ont retiré tous les composants associés à l'extrusion du plastique, en le remplaçant par une seringue avec une fine aiguille à travers laquelle de l'eau remplie de nanoparticules est extrudée. Et après cela, l'imprimante, exécutant un logiciel standard, a pu créer n'importe quelle forme de tubes d'eau dans un récipient rempli d'huile de silicone.

"Maintenant, nous sommes capables de" conduire "des filaments d'eau n'importe où en trois dimensions", écrivent les chercheurs, "Cependant, après cela, nous pouvons exercer un certain effet sur le matériau, ce qui violera la stabilité de la couche limite et forcera les filaments d'eau changer leur forme. Cela nous donne l'opportunité de reconfigurer sans fin des structures liquides imprimées qui ont une chance à l'avenir de devenir la base de l'électronique liquide reconfigurable.

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