Штучні м'язи навчилися "думати" і запам'ятовувати рухи

Дослідники з Технологічного інституту Джорджії створюють технології, які ближчі до людини не тільки за формою, а й за відчуттями. Їхні розробки змінюють уявлення про робототехніку, пропонуючи м'які та адаптивні рішення, натхненні біологією.

Професор Хонг Йо (Hong Yeo) зі школи машинобудування Джорджії працює над штучними м'язами, які імітують структуру і поведінку справжніх тканин. Його команда використовує шаруваті волокна, схожі на сухожилля і м'язи, а також навчає ШІ керувати ними в реальному часі.

Ці м'язи не просто виконують команди - вони запам'ятовують рухи, вчаться й адаптуються, забезпечуючи природну плавність рухів, таку необхідну під час реабілітації після травм або втрати кінцівок.

"Такі рухи - це не просто функціональність. Це повернута незалежність, упевненість і відчуття себе", - пояснює Йо.

Однією з перших практичних реалізацій стала протезуюча рукавичка, заснована на м'яких штучних м'язах (результати опубліковані в ACS Nano). На відміну від традиційних жорстких конструкцій, нова рукавичка рухається синхронно з намірами користувача, відчуває силу хвата, пригнічує тремор і підлаштовується під рухи.

М'які волокна всередині рукавички згинаються, розтягуються і скручуються, допомагаючи виконувати тонкі дії: застебнути ґудзик, підняти чашку або взяти за руку дитину.

"Це не просто рух - це повернута свобода", - каже Е.

Шлях Йо в біомедичну інженерію почався після раптової смерті батька, коли він ще навчався в університеті. Спочатку він мріяв проектувати автомобілі, але трагедія змінила його пріоритети.

"Я подумав: може, я можу робити щось, що дійсно рятує життя", - згадує він.

Відтоді його мета - створювати технології, які допомагають людям повернути втрачене.

Створення таких "живих" тканин - виклик. Матеріали мають бути одночасно гнучкими, міцними і безпечними, не викликати імунної реакції та легко інтегруватися в організм.

Йо і його команда домагаються цього, калібруючи кожне волокно як точний інструмент, домагаючись ефекту м'язової пам'яті, коли матеріал звикає до рухів і адаптується до змін.

"Якщо це стає частиною тіла, воно повинно працювати разом із ним, а не проти нього", - підкреслює вчений.

Робота Е вимагає співпраці інженерів, біомедиків, матеріалознавців і програмістів. Тільки так вдається створювати дійсно ефективні та безпечні пристрої.

Його лабораторія активно співпрацює з клініками та промисловими партнерами, щоб перенести розробки з наукових стін у реальну медичну практику.

Майбутнє робототехніки, на думку Йо, визначатиметься не потужністю, а відчуттям.

"Якщо пристрій здається чужорідним - його не використовуватимуть. Але якщо він відчувається як частина тіла - він здатен змінити життя", - пояснює він.

Це протилежність образу Термінатора. Тут машини не замінюють людину, а допомагають їй повернути себе.

Прочитати оригінальні дослідження можна тут:

• Saewoong Oh et al, Empowering artificial muscles with intelligence: recent advancements in materials, designs, and manufacturing, Materials Horizons (2025). DOI: 10.1039/d5mh00236b
• Tae Woog Kang et al, М'яка наномембранна сенсорна сенсорна система з підтримкою натільного мультимодального зондування та зворотного зв'язку для допомоги у разі порушення чуттєвих функцій верхньої кінцівки, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.4c15530