Невероятные технологии будущего: ученые создали текстильные "мышцы"

Текстильные "мышцы" — это молодая область исследований, которая зародилась в Швеции в Университетах Линчёпинга и Буроса. В долгосрочной перспективе технология может применяться для создания функциональной одежды и экзоскелетов.

Об этом пишет TechXplore.

"Когда мы говорим "экзоскелет", мы видим перед собой почти роботизированную фигуру с неуклюжими механическими частями. Но с текстильными мышцами облегающее нижнее белье может обеспечить дополнительную силу, например, при подъеме тяжестей", – рассказал профессор Эдвин Ягер из университета Линчёпинга.

В 2017 году группа ученых под его руководством продемонстрировала, как обычная нить с покрытием из проводящего пластика может растягиваться и сжиматься под воздействием электрического тока. Но одна нить не обладает высокой прочностью, поэтому позже исследователи создали из этих нитей ткань.

"Мы контактируем с текстилем 99% нашей жизни — это одежда, которую мы носим, ​​простыни, на которых мы спим, и сиденья машины, на которой мы ездим. Существует также огромный потенциал для создания "умного" текстиля, который может быть полезен в повседневной жизни для многих людей", – рассказала Карин Баке, аспирант кафедры текстильных технологий в Университете Буроса.

Область ее исследований — технология текстильных материалов для механического приведения в действие и тактильной коммуникации (хептика). А тактильная коммуникация — это область, где разработки текстильных мышц наиболее близки к практическому применению.

"Объятия" на расстоянии

В недавно завершенном проекте Horizon 2020 исследователи разработали рукав из текстильных мышц, который может давать тактильную обратную связь.

"В проекте мы сосредоточились на тактильных ощущениях, поскольку текстильные мышцы в настоящее время слишком слабы и медленны, чтобы функционировать как настоящие мышцы", – объяснила Карин Баке.

Этот рукав буквально позволяет двум людям прикоснуться друг к другу на расстоянии. Каждый пользователь надевает рукав, подключенный к своему компьютеру. Когда один человек гладит свой рукав, другой чувствует поглаживание через свой рукав.

Происходит следующее: интегрированные датчики чувствуют давление человека, который делает поглаживание. Эти сигналы передаются в рукав получателя, где текстильные мышцы сокращаются. Это создает давление на кожу, которое воспринимается как прикосновение. 

Практическое применение текстильных мышц уже близко 

Но эта технология полезна не только для пар, которые находясь в разлуке хотят прикоснуться друг к другу.

"Для людей с нарушениями зрения это может стать возможностью получать информацию об окружающей обстановке через одежду, что облегчит навигацию, например, в городской среде", — говорит профессор Ягер.

Он считает, что эта технология также может быть использована в индустрии компьютерных игр как дополнение к гарнитуре виртуальной реальности, усиливая игровые ощущения. Например, игрок может чувствовать давление на свое тело, когда в него стреляют в игре.

"Именно здесь сейчас сосредоточены большие деньги. Возможно, именно в этом направлении нам следует двигаться, чтобы быстро монетизировать продукт. После этого можно инвестировать в другие, более интересные приложения, которые принесут пользу обществу", — считает профессор Ягер.

Перспективы применения текстильных мышц 

Следующий шаг исследования – увеличение веса, который могут поднять текстильные мышцы. В долгосрочной перспективе ученые рассчитывают создать мягкий экзоскелет, который будет выглядеть как обычная одежда или нижнее белье.

По словам профессора Ягера, такой экзоскелет был бы очень кстати при уходе за маломобильными людьми. Это значительно облегчило бы работу сиделок, которым приходится поднимать своих пациентов.

Экзоскелеты пригодились бы и пожилым людям, которым тяжело двигаться. Это улучшило бы их качество жизни и эмоциональное состояние.

"Это также может быть актуально для строителей и представителей других профессий, которым на работе приходится много поднимать тяжестей", — добавил ученый.

По словам Эдвина Ягера, разработка идет быстрыми темпами, и возможно, скоро мы увидим первый функционирующий мягкий экзоскелет.

"Я очень рад, потому что в 2017 году у нас была одна нитка, которая могла функционировать как мышечное волокно только в жидкости. А теперь у нас есть полностью функциональный прототип рукава. Я думаю, это фантастика, что нам удалось пройти весь этот путь всего за семь лет", – заявил исследователь.