לשריר ביולוגי גמישות ועוצמה. מאפייני השריר היחודיים אחראיים על
אופי התנועה ועל בקרתה. פיתוחים בתחום הרובוטיקה והפרוסתטיקה ייהנו משימוש באקטואטורים
(אמצעי הנעה) בעלי מאפיינים כשל שריר, בהשראת הטבע.
תנועת אורגניזמים רבים מתאפשרת הודות לשריר אלסטי ביולוגי. השריר
הינו מבנה מורכב, ומגוון התנועות הרב מצביע על חוזקו ועל גמישותו הרבה. הגמישות
והחוזק מתאפשרים הודות ליכולת של השריר לפעול במצבים שונים, כתלות בדינאמיקת
הכיווץ והמבנה. בתחומים כמו תנועה רובוטית, עזרים בתחום האורתופדיה ותהליכי שיקום
בתחום הפְּרוֹסְתֶּטִיקָה (תחום רפואי העוסק בתכנון איברים מלאכותיים, בעיקר
גפיים), יש חשיבות רבה לפיתוח אקטואטורים בעלי יכולות ותכונות הדומים לאלו הקיימים
בשריר. חיקוי מבנה השריר באופן מלאכותי הוא אחד האתגרים הגדולים ביותר במדע
הביו-רפואה.
נכון להיום, כשמתכננים אקטואטור טכני, בלתי אפשרי להעתיק את המבנה
המולקולארי של השריר הביולוגי במדויק. לכן, נשאלת השאלה כיצד יכולים מאפייני השריר
להתקיים בשריר מלאכותי, המבוסס על רכיבים מכניים מוכרים.
לאחרונה, הציע צוות חוקרים, מהמחלקה למדעי הספורט באוניברסיטת
שטוטגארט בגרמניה, מבנה מכני לשריר מלאכותי, אשר מציג מאפייני כח-מהירות
היפרבוליים דומים לשריר הביולוגי.
במחקר זה, מוכיח הקונספט המבני שפותח את ההיתכנות לתכנון מכני של
שריר מלאכותי באמצעות מודל פשוט, ובכך מאפשר להטמיע את האקטואטור המכאני
במערכות אמת, ולהשוואת את הביצועים שלו למודל הביולוגי.
נסיונות שונים בחנו את הקשר
בין הכוח, קצב האנתלפיה (הפוטנציאל התרמודינמי) והיעילות המכאנית - לעומת מהירות ההתכווצות
במודל טכני ובמודל הנומרי. נמצא כי המודל חזה היטב את התוצאות שנצפו בשריר
המלאכותי המכאני ובתוצאות סקר הספרות לפרמטרים אלו.
החוקרים מסיקים כי המודל המכני שפיתחו מייצג מודל ישים לפיתוח אקטואטור
מלאכותי, אשר יוכל לשמש ליישומים שונים הדורשים אקטואטורים בהשראת הטבע.
למאמר שהתפרסם ב Journal of Bioinspiration and Biomimetics
