Эрик Энгеберг (Erik Engeberg) из Атлантического университета Флориды (США) создал необычный бионический палец, использующий для сгибания и разгибания нагрев и охлаждение сплава с памятью формы. В перспективе новинка может быть задействована для создания подвижных протезов человеческих пальцев.

Сегодняшние протезы пальцев, как правило, выполняются на механической основе, то есть являются жесткими, твердыми и довольно тяжелыми. Вместе с тем обычные металлы со временем накапливают в своей кристаллической решетке усталостные дефекты, что ведет к поломкам конструкций на их основе. Палец человека в день сгибается и загибается до нескольких тысяч раз, из-за чего надежные подвижные протезы пальца сделать очень непросто. Еще большей проблемой является доставка энергии к протезу: чтобы сгибаться, ему нужны миниатюрные моторы, которым требуется электропитание.

Концепция Энгеберга сводится к замене обычного металлического протеза на искусственный палец, пытающийся во всем действовать как палец человека. Вместо электромоторов он использует ''искусственные мышцы'', сплав с памятью формы, который при нагреве сокращается, а при остывании, напротив, удлиняется.

Чтобы решить вопрос энергоснабжения, разработчик использует принцип индукционного нагрева. Напомним: если электропроводящий материал облучать мощными радиосигналами определенной частоты, он начнет нагреваться, при этом соединенные с ним тела нагрева почти не испытывают. Источник энергии для нагрева искусственного пальца может находиться на расстоянии нескольких метров от носителя такого устройства.

Для сборки экспериментального роботизированного пальца разработчики создали два слоя его оболочек на 3D-принтере, а затем последовательно надели их на основу из сплава с памятью формы (последний состоял в основном из никеля). Сам сплав доводили до нужной формы ковкой. Из-за того что при работе такой сплав постоянно испытывает обратимую деформацию, в нем, как при ковке, снимаются все усталостные напряжения, из-за чего механические поломки ему грозят в меньшей степени, чем обычным металлическим деталям.

Пока у конструкции сохраняется значительная проблема – форма пальца меняется под действием нагрева, поэтому в воздухе он сгибается и разгибается довольно медленно, иначе при резком ускорении нагрева может расплавиться. Так что команда Энгеберга использовала для экспериментов с ним подводный роботизированный манипулятор, от которого тепло чрезвычайно быстро отводится водой, что дает возможность быстрее нагревать палец без возникновения опасности его расплавления. В перспективе разработчики надеются повысить скорость охлаждения такого робопальца за счет применения более эффективных средств охлаждения.