Veda a technika Zdravie

Aktuálne: Na svete sú prvé prototypy umelých bio svalov

  • 3 februára, 2022
  • 4 min read
Aktuálne: Na svete sú prvé prototypy umelých bio svalov
freiburg-umele svaly
Univerzita vo Freiburgu sa pýši vytvorením prvého materiálu, ktorý sa dokáže autonómne rytmicky pohybovať.

V minulosti sa vedci pokúšali použiť prírodné bielkoviny ako základ pre vývoj a stavbu umelých svalových systémov. Avšak donedávna sa im nedarilo vyvinúť syntetický materiál vytvorený čisto na biologickej báze, ktorý by sa samostatne pohyboval. Až Dr. Stefan Schiller and Dr. Matthias Huber z Freiburgskej Univerzity uspeli.

Umelé svaly (Artifical muscles)

Umelé svaly sú materiály alebo zariadenia, ktoré napodobňujú prirodzené svaly. Môžu meniť svoju tuhosť, zmršťovať sa, rozpínať sa, alebo sa otáčať v dôsledku vonkajšieho podnetu (napr. zmene napätia, prúdu, tlaku alebo teploty). Vďaka svojej všestrannosti a výkonu majú umelé svaly potenciál byť veľmi prevratnou technológiou. S uplatnením v priemysle, medicíne, robotike a mnohých ďalších oblastiach.

Niektoré z týchto nových technológií sú prezentované ako inteligentné materiály. Poskytujú možnosť ovládania a snímania, čo umožňuje vývoj vysoko integrovaných systémov. Spolu s pokrokom v mäkkej robotike a elektronike sa rýchlo rozvíja aj aplikácia umelých svalov v bio-inšpirovanej robotike.

INZERCIA

Aké materiály sa používajú na výrobu umelých svalov?

Presný výber materiálov a jemné ladenie ich vlastností predstavuje základný aspekt pri realizácii nových aktívnych systémov, ako sú napríklad umelé svaly. Medzi používané materiály patria elastoméry, vodivé polyméry, iónovo vodivé polyméry a uhlíkové nanotrubičky.

Polymér je veľká molekula tvorená z reťazcov alebo kruhov spojených opakujúcich sa podjednotiek, ktoré sa nazývajú monoméry. Polyméry môžu byť prírodné alebo syntetické. Medzi prírodné polyméry (biopolyméry) patrí hodváb, guma, celulóza, vlna, keratín, kolagén, škrob alebo DNA. Syntetické polyméry sa pripravujú chemickými reakciami v laboratóriu. Príklady syntetických polymérov zahŕňajú PVC (polyvinylchlorid), polystyrén, syntetický kaučuk, silikón, polyetylén, neoprén, alebo nylon.

INZERCIA

Polymérové umelé svaly môžeme rozdeliť do dvoch hlavných skupín. V prvej skupine je zmena rozmerov svalu spôsobené reakciou na elektrické pole. Druhá skupina umelých svalov z polymérov predstavuje triedu materiálov, v ktorých je na aktiváciu svalov potrebná prítomnosť a pohyb iónov.

Syntetický biologický materiál

Materiál použitý vedeckým tímom z Freiburgu je založený na elastíne, prírodnom vláknitom proteíne, ktorý sa vyskytuje aj u ľudí. Tento proteín dodáva pružnosť pokožke a cievam. Podľa vzoru elastínu výskumníci vyvinuli dva jemu podobné proteíny. Jeden reaguje na výkyvy pH a druhý na zmeny teploty. Neskôr vedci spojili tieto dva proteíny pomocou fotochemického zosieťovania a vytvorili dvojvrstvový materiál.

Inzercia

Samostatný pohyb materiálu

Novovytvorený dvojradový syntetický materiál získal aj ďalšie prvenstvo na poli svalového výskumu. Jeho kontrakcie možno ovládať pomocou zmien pH a teploty.

Vedcom sa podarilo vyvolať rytmické kontrakcie pomocou chemického zdroja energie ako paliva. V tomto prípade použili siričitan sodný. Zložité chemické reakcie, ktoré slúžia na poháňanie oscilačného pohybu svalového prototypu sa spustia pri teplote približne 20 stupňov Celzia. Okrem kontroly začatia a zastavenia rytmických pohybov je možné naprogramovať určité stavy, ktoré materiál môže nadobudnúť.

„V budúcnosti by sa materiál mohol ďalej vyvíjať tak, aby reagoval na iné podnety, napríklad na koncentráciu soli v prostredí, a aby spotrebúval iné zdroje energie.“ Dr. Schiller

https://twitter.com/ResearchGermany/status/1488224318429536256

Umelé svaly a ich využitie

Vyrobené svaly môžu v budúcnosti nahradiť väčšinu elektromotorových aktuátorov. Ďalším prípadom je ich použitie v robotických ramenách.

Samozrejme, najzaujímavejšie využitie umelých svalov je v protetike. Vedci vyvíjajú umelé svalové protézy, ktoré sa rozťahujú a zmršťujú ako skutočné biologické svaly, ale fungujú lepšie. Výskum a vývoj ide neustále dopredu, a preto sa mnohé z nich možno stanú súčasťou transplantovaných orgánov. Ak sa podarí navrhnúť umelé svaly, ktoré by napodobňovali srdcové chlopne, mohli by sa používať na opravu poškodeného srdca namiesto čakania na transplantáciu vhodného orgánu.

 

 

About Author

Ema Zvara

Leave a Reply

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená.

Táto stránka používa bezpečnostný certifikát SSL, zabezpečené pripojenie HTTPS, technológiu cookies, monitoruje návštevnosť a cieli reklamu. Informácie o ochrane osobných údajov nájdete na podstránke Kontakt a GDPR. Súhlasíte s používaním cookies a monitoringu vo vašom prehliadači? (exspirácia po 30 dňoch) Kontakt a GDPR
Nastavenia Cookies
Áno
Nie
GDPR a Cookies
GDPR a Cookies
Cookie name Active
United Life "Životný štýl s hodnotami" Lifestyle magazín spoločnosti Multibrand, s.r.o., člena skupiny United Group ISSN 1339-4304 Vydavateľ: MULTIBRAND, s.r.o. Ivánska cesta 43 821 04 Bratislava IČO: 35863846 www.unitedlife.us www.unitedlife.sk  

GDPR / VPOU (všeobecné pravidlá ochrany údajov)

Platné od 24. 5. 2018

Úvodné ustanovenia

Tento dokument (ďalej iba „Poriadok“) určuje pravidlá používania webových stránok unitedlife.sk. Webové stránky www.unitedlife.sk (ďalej iba „webových stránok“ alebo „webstránky“) sprístupňuje: MULTIBRAND, s.r.o. Ivánska cesta 43 821 04 Bratislava IČO: 35863846 (ďalej iba „vydavateľ“) Zodpovedná osoba: Martin Viktory, Erik Stríž Kontaktné údaje: tel.: +421 944 306 271 e-mail: redakcia@unitedlife.sk www.unitedlife.us www.unitedlife.sk Prevádzkovateľom osobných údajov používateľov – jednotlivcov poskytnutých v súvislosti s používaním webstránky je vydavateľ. Vydavateľ spracováva zhromažďované osobné údaje v súlade s ustanoveniami Nariadenia Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) č. 2016/679 z 27. apríla 2016 o ochrane fyzických osôb pri spracúvaní osobných údajov a o voľnom pohybe takýchto údajov, ktorým sa zrušuje smernica č. 95/46/ES (všeobecné nariadenie o ochrane údajov) a ďalšími záväznými právnymi predpismi v oblasti ochrany osobných údajov. Vydavateľ neposkytuje nadobudnuté údaje žiadnym iným spoločnostiam či osobám; zároveň týmto informujeme, že na základe platných právnych predpisov nás môžu oprávnené štátne orgány požiadať o sprístupnenie údajov, vrátane IP adresy používateľa webových stránok. Vydavateľ si vyhradzuje právo zmeniť poriadok. Obsah zmien poriadku bude oznámený používateľom prostredníctvom zverejnenia správy o zmene poriadku na hlavnej stránke predmetnej webstránky, kde bude ponechaný najmenej 14 dní od zverejnenia.  

Ako a na čo používame údaje používateľov webových stránok

Vydavateľ využíva nasledovné webové technológie, ktoré sú nevyhnutné pre bezpečné a plnohodnotné využívanie webových stránok; a ktoré ďalším používaním webstránok akceptujete v plnom rozsahu: 1) Analytické nástroje pre monitoring návštevnosti 2) Cookies 3) Reklamné systémy 4) Facebook 5) Newsletter (momentálne sa nepoužíva)  

1) Analytické nástroje pre monitoring návštevnosti

Na analytiku sledovanosti našich webstránok využívame analytický nástroj Google Analytics. Prevádzkovateľom tejto služby je spoločnosť Google Inc., ktorá aj zhromažďuje všetky údaje spojené s funkčnosťou služby. Informácie sa zhromažďujú automaticky a používajú sa na riadenie konkrétnych webových technológií, identifikáciu prípadných bezpečnostných rizík, skúmanie pohybu používateľov v rámci webstránky a na štatistické účely, vrátane použitia nástroja Google Analytics, napr. o regióne, z ktorého došlo k pripojeniu, IP čísle, dátume a čase pripojenia, o zdroji a počte pripojení, počte otváraných odkazov newslettera. Tieto informácie sa nijakým spôsobom nespájajú s osobnými údajmi používateľa a nepoužívajú sa na identifikáciu totožnosti používateľa. Rozsah automaticky zhromažďovaných informácií závisí od nastavenia internetového prehliadača používateľa. Používateľ by si mal skontrolovať nastavenia svojho prehliadača, aby zistil, aké informácie prehliadač sprístupňuje automaticky, alebo aby zmenil tieto nastavenia. V tejto súvislosti odporúčame prečítať si obsah v sekcii „Pomocník“ v internetovom prehliadači.

2) Cookies

Cookies sú súbory, ktoré do internetového termínálu posielajú a ukladajú webové stránky, ktoré navštevujete. Tieto súbory zaberajú minimum pamäte a sú celkom neškodné. Ak webovú stránku navštívite opakovane, internetový prehliadač znovu načíta uložené súbory cookies a odošle ich späť webovej stránke alebo prvku, ktorý pôvodný súbor cookie vytvoril. Vďaka tomu nemusíte vždy zadávať rovnaké nastavenia alebo opäť načítavať celý obsah webstránok, ktorý sa už raz načítal predtým. Naše webové stránky používajú súbory cookies pre účel zabezpečenia ich funkčnosti (tzv. Essential cookies), súbory cookies pre analytické funkcie pre monitoring sledovanosti a ďalej súbory cookies pre účel zobrazovania relevantnej reklamy. Dáta, ktoré spracovávame na základe súborov cookies, sú anonymné, v žiadnom prípade neodhaľujú totožnosť návštevníka. K týmto súborom nemáme žiadny prístup, pretože pri reklamách a analýze návštevnosti ich automatickými procesmi využívajú spoločnosti Google a Facebook. Súbory cookie môže užívateľ spravovať vo vlastnom internetovom prehliadači. Návody na zakázanie alebo povolenie súborov cookies nájdete v menu Možnosti alebo Nástroje. V internetovom prehliadači máte možnosť spravovať súbory cookies týkajúce sa základných funkcií, zlepšovania webovej stránky, prispôsobovania a reklamy. Zakázanie súborov cookies spôsobí, že nebudete môcť používať určité základné funkcie webových stránok. Platnosť súborov typu "session cookies" vyprší okamžite po zatvorení internetového prehliadača. Trvalé súbory cookie, vrátane lokálnej prístupných objektov ("Flash cookies"), majú platnosť niekoľko dní, týždňov a mesiacov podľa ich účelu.  

3) Reklamné systémy

Na zobrazovanie relevantných reklám našich webstránok využívame reklamný online systém Google Ads. Prevádzkovateľom tejto služby je spoločnosť Google Inc., ktorá aj zhromažďuje všetky údaje spojené s funkčnosťou služby. Informácie sa zhromažďujú automaticky a používajú sa na relevantné zobrazovanie reklám v rámci reklamnej siete Google Ads, respektíve ďalších, ktoré v rámci služby prevádzkuje spoločnosť Google Inc. Za princípy funkčnosti relevantného zobrazovania reklám zodpovedá výhradne a jedine spoločnosť Google Inc. bez akejkoľvek možnosti nahliadania či iného spracovania údajov prevádzkovateľom tejto webovej stránky. Tieto informácie sa nijakým spôsobom nespájajú s osobnými údajmi používateľa a nepoužívajú sa na identifikáciu totožnosti používateľa. Rozsah automaticky zhromažďovaných informácií závisí od nastavenia internetového prehliadača používateľa. Používateľ by si mal skontrolovať nastavenia svojho prehliadača, aby zistil, aké informácie prehliadač sprístupňuje automaticky, alebo aby zmenil tieto nastavenia. V tejto súvislosti odporúčame prečítať si obsah v sekcii „Pomocník“ v internetovom prehliadači.  

4) Integrácia Facebooku na webových stránkach

Na webových stránkach využívame technológie spoločnosti Facebook, konkrétne: Facebook likebox - okno, prostredníctvom ktorého je možné stať sa odberateľom príslušnej stránky na sociálnej sieti Facebook. Pre riadne používanie tejto technológie nezhromažďujeme žiadna dáta o používateľoch, tieto údaje spracováva v rámci vlastných obchodných podmienok spoločnosť Facebook Facebook komentáre - pod každým článkom webového portálu je umiestnený plugin pre komentovanie. Pre riadne používanie tejto technológie nezhromažďujeme žiadna dáta o používateľoch, tieto údaje spracováva v rámci vlastných obchodných podmienok spoločnosť Facebook; používateľom zverejnený komentár, meno používateľa, profilová fotografia používateľa a odkaz jeho online profil na sociálnej sieti je však viditeľný pre každého iného návštevníka webového portálu. Tlačidlo Facebook like - tlačidlo pri článkoch, prostredníctvom ktorého je možné označiť v rámci pravidiel sociálnej siete Facebook obsah webového portálu titulom „páči sa mi“. Pre riadne používanie tejto technológie nezhromažďujeme žiadna dáta o používateľoch, tieto údaje spracováva v rámci vlastných obchodných podmienok spoločnosť Facebook.  

5) Newsletter

Súčasťou komunikačného kanála webových stránok je aj služba Newsletter, ktorá je zriaďovaná spoločnosťou The Rocket Science Group prostredníctvom jej služby Mailchimp. V rámci služby Newsletter zasiela vydavateľ prostredníctvom elektronickej pošty na adresu uvedenú používateľom (e-mailová adresa) informáciu vo forme elektronického listu (e-mail), ďalej iba „newsletter“. Služba Newsletter sa poskytuje bezplatne a je časovo neobmedzená. Podmienkou používania služby Newsletter je, aby používateľ vlastnil počítač alebo iné multimediálne zariadenie s internetovým pripojením a mal aktívny účet elektronickej pošty (e-mail). Prevádzkovateľom osobných údajov používateľov – jednotlivcov poskytnutých v súvislosti s používaním služby Newsletter je spoločnosť The Rocket Science Group prostredníctvom jej služby Mailchimp. Prevádzkovateľ webových stránok nie je vlastníkom a ani držiteľom e-mailových adries a ani ich neposkytuje ďalším spoločnostiam či osobám. Používateľ môže kedykoľvek, bez uvedenia dôvodu a bez toho, aby mu vznikli akékoľvek náklady, zmeniť predchádzajúcu adresu elektronickej pošty (e-mailová adresa), na ktorú sa zasiela newsletter alebo zrušiť službu Newsletter kliknutím na odkaz „Zrušiť odber“, ktorý sa nachádza v päte každého newsletteru a následne zrušenie tohto odberu po otvorení webstránky služby Mailchimp tento odber zrušiť.  

Platné od 24. 5. 2018, verzia 1.0.1


 
Save settings
Cookies settings