कृत्रिम मांसपेशियों

कृत्रिम मांसपेशी एक सामान्य शब्द है जो एक्ट्यूएटर, सामग्री या उपकरणों के लिए उपयोग किया जाता है जो प्राकृतिक मांसपेशियों की नकल करते हैं और बाह्य उत्तेजना (जैसे वोल्टेज, वर्तमान, दबाव या तापमान) के कारण एक घटक के भीतर विपरीत रूप से अनुबंध, विस्तार या घुमा सकते हैं। तीन मूल क्रियान्वयन प्रतिक्रियाएं – संकुचन, विस्तार, और घूर्णन – अन्य प्रकार के गति (उदाहरण के लिए झुकाव, दूसरी तरफ विस्तार करते समय सामग्री के एक तरफ अनुबंध करके) एक घटक के भीतर एक साथ जोड़ा जा सकता है। परंपरागत मोटर और वायवीय रैखिक या रोटरी एक्ट्यूएटर कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में योग्य नहीं होते हैं, क्योंकि इस अधिनियम में एक से अधिक घटक शामिल होते हैं।

पारंपरिक कठोर एक्ट्यूएटर की तुलना में उनकी उच्च लचीलापन, बहुमुखी प्रतिभा और शक्ति-से-वजन अनुपात के कारण, कृत्रिम मांसपेशियों में अत्यधिक विघटनकारी उभरती हुई तकनीक होने की संभावना है। हालांकि वर्तमान में सीमित उपयोग में, प्रौद्योगिकी उद्योग, दवा, रोबोटिक्स और कई अन्य क्षेत्रों में व्यापक भविष्य के अनुप्रयोग हो सकती है।

अवलोकन
इनमें न केवल बायोटेक्नोलॉजी द्वारा वास्तविक पशु मांसपेशियों की संरचना का अनुकरण करने वाले, बल्कि ऐसे कार्यकर्ता भी शामिल हैं जो विद्युत, चुंबकीय या रासायनिक ऊर्जा का उपभोग करके राज्य को बदलकर बिजली उत्पन्न करते हैं।

विभिन्न प्रकार की कृत्रिम मांसपेशियों जैसे कि पाइज़ोइलेक्ट्रिक प्रकार, आकृति मेमोरी मिश्र धातु, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रकार, वायवीय प्रकार और जैसे, लेकिन हाल ही में, सिंथेटिक राल जैसे पॉलिमर का उपयोग करने वाले लोग ध्यान आकर्षित करते हैं। ऐसा कहा जाता है कि यह नरम actuator है, क्योंकि सामग्री का उपयोग नरम है, गति लचीला है, और यह बाहरी ताकतों का भी समर्थन करता है।

यांत्रिक उपकरण में, इनपुट ऊर्जा के संबंध में पूर्व निर्धारित गति को आउटपुट करने की प्रवृत्ति होती है, लेकिन यदि कुछ प्रतिबंध शारीरिक रूप से मौजूद हैं, तो बाधा या यांत्रिक डिवाइस स्वयं क्षतिग्रस्त हो जाएगा। कृत्रिम मांसपेशियों में, यद्यपि अभ्यास इनपुट ऊर्जा के संबंध में एक निश्चित चौड़ाई के साथ किया जाता है, साथ ही जब एक बल बाहर से इनपुट होता है या पूर्व निर्धारित गति प्रदर्शित नहीं की जा सकती है, तो यह शक्ति इकाई स्वयं अत्यधिक गति उत्पन्न करती है विरूपण का रूप यह अवशोषण, उपकरण के विनाश और वस्तु के नुकसान को रोकने के कार्य के रूप में माना जाता है।

ये “मुलायम” शक्ति स्रोत अस्थायी रूप से ऊर्जा डाल सकते हैं कि लोच के रूप में तंत्र के अंदर और बाहर घर्षण के कारण यांत्रिक टोक़ अत्यधिक उपभोग किया जाता है, इसलिए हमने एक और अधिक कुशल डिवाइस विकसित किया है, इस तथ्य के अतिरिक्त कि मशीन तत्व और संरचनाएं नहीं हैं बिजली उत्पन्न करें, लेकिन सामग्री ही एक बिजली स्रोत है, यह कहा जा सकता है कि यह डिवाइस के miniaturization के लिए उपयोगी है।

हालांकि, 2010 तक, कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के लिए, कई पायजोइलेक्ट्रिक और बहुलक पदार्थ विकास और अनुसंधान चरणों में हैं, कई को कम लागत पर बड़े पैमाने पर उत्पादित नहीं किया जा सकता है • इनपुट ऊर्जा को गति में परिवर्तित करना संभव नहीं है कम रूपांतरण दक्षता और दबाव प्रतिरोध / स्थायित्व की समस्याओं के कारण आम तौर पर प्रयोग योग्य उत्पादों के रूप में बेचे जाने वाले उत्पाद सीमित हैं, ऐसा लगता है कि प्रसारित करने में समय लगता है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध कॉम्पैक्ट मोटर, रैखिक मोटर (वॉयस कॉइल मोटर सहित) के सिद्धांत को लागू करके एक्ट्यूएटर के रूप में कार्य प्राप्त किया जा सकता है, इसका उपयोग मॉड्यूल उत्पादों के रूप में उपलब्ध सस्ती मौजूदा उत्पादों के रूप में किया जा सकता है जो इनका उपयोग मुख्यधारा हैं क्योंकि वे कर सकते हैं।

प्राकृतिक मांसपेशियों के साथ तुलना
हालांकि कोई सामान्य सिद्धांत नहीं है जो actuators की तुलना करने की अनुमति देता है, कृत्रिम मांसपेशी प्रौद्योगिकियों के लिए “पावर मानदंड” हैं जो प्राकृतिक मांसपेशी गुणों की तुलना में नई एक्ट्यूएटर प्रौद्योगिकियों के विनिर्देश की अनुमति देते हैं। संक्षेप में, मानदंडों में तनाव, तनाव, तनाव दर, चक्र जीवन, और लोचदार मॉड्यूलस शामिल हैं। कुछ लेखकों ने अन्य मानदंड (ह्यूबर एट अल।, 1 99 7), जैसे एक्ट्यूएटर घनत्व और तनाव संकल्प माना है। 2014 तक, अस्तित्व में सबसे शक्तिशाली कृत्रिम मांसपेशी फाइबर प्राकृतिक मांसपेशियों के फाइबर की समतुल्य लंबाई पर बिजली में सौ गुना वृद्धि प्रदान कर सकते हैं।

शोधकर्ता कृत्रिम मांसपेशियों की गति, ऊर्जा घनत्व, शक्ति, और दक्षता को मापते हैं; सभी क्षेत्रों में कृत्रिम मांसपेशियों का कोई भी प्रकार सबसे अच्छा नहीं है।

प्रकार
कृत्रिम मांसपेशियों को उनके क्रियान्वयन तंत्र के आधार पर तीन प्रमुख समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रिक फील्ड एक्ट्यूएशन
इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर (ईएपी) पॉलिमर हैं जिन्हें विद्युत क्षेत्रों के उपयोग के माध्यम से क्रियान्वित किया जा सकता है। वर्तमान में, सबसे प्रमुख ईएपी में पाइज़ोइलेक्ट्रिक पॉलिमर, डाइलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर (डीईए), इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव ग्राफ्ट इलास्टोमर, तरल क्रिस्टल एलिस्टोमर (एलसीई) और फेरोइलेक्ट्रिक पॉलिमर शामिल हैं। जबकि इन ईएपी को मोड़ने के लिए बनाया जा सकता है, टोक़ गति के लिए उनकी कम क्षमता वर्तमान में कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में उनकी उपयोगिता को सीमित करती है। इसके अलावा, ईएपी उपकरणों के निर्माण के लिए एक स्वीकृत मानक सामग्री के बिना, व्यावसायीकरण अव्यवहारिक बना हुआ है। हालांकि, 1 99 0 के दशक से ईएपी प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है।

आयन-आधारित अभिनय
आयनिक ईएपी पॉलिमर हैं जिन्हें इलेक्ट्रोलाइट समाधान (विद्युत क्षेत्रों के उपयोग के अलावा) में आयनों के प्रसार के माध्यम से क्रियान्वित किया जा सकता है। आयनिक इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर के वर्तमान उदाहरणों में पोलेइलेक्ट्रोड जैल, आयनोमेरिक पॉलिमर मेटलिक कंपोजिट्स (आईपीएमसी), प्रवाहकीय बहुलक और इलेक्ट्रोहेलॉजिकल तरल पदार्थ (ईआरएफ) शामिल हैं। 2011 में, यह दिखाया गया था कि एक विद्युतीय क्षेत्र लागू करके मोड़ कार्बन नैनोट्यूब भी क्रियान्वित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रिक पावर एक्ट्यूएशन
ट्विस्ट और कॉइल पॉलीमर (टीसीपी) मांसपेशियों को सुपरकोल्ड पॉलिमर (एससीपी) के रूप में भी जाना जाता है, जो कोयलेड पॉलिमर होते हैं जिन्हें विद्युत शक्ति द्वारा क्रियान्वित किया जा सकता है। एक टीसीपी मांसपेशी एक हेलीकल वसंत की तरह दिखती है। टीसीपी मांसपेशियों को आमतौर पर चांदी के लेपित नायलॉन से बनाया जाता है। टीसीपी मांसपेशियों को अन्य विद्युत चालान कोट जैसे सोने के रूप में भी बनाया जा सकता है। मांसपेशियों को विस्तारित रखने के लिए टीसीपी मांसपेशियों को लोड के नीचे होना चाहिए। विद्युत प्रतिरोध विद्युत प्रतिरोध के कारण थर्मल ऊर्जा में बदल जाता है, जिसे जौल हीटिंग, ओहमिक हीटिंग और प्रतिरोधी हीटिंग भी कहा जाता है। चूंकि जौल हीटिंग द्वारा टीसीपी मांसपेशियों का तापमान बढ़ता है, बहुलक अनुबंध और यह मांसपेशी संकुचन का कारण बनता है ..

वायवीय क्रियान्वयन
वायवीय कृत्रिम मांसपेशियों (पीएएम) दबावयुक्त हवा के साथ एक वायवीय मूत्राशय भरकर संचालित होते हैं। मूत्राशय को गैस के दबाव को लागू करने पर, आइसोटोपिक मात्रा विस्तार होता है, लेकिन मूत्राशय को घेरने वाले ब्रैड तारों द्वारा सीमित होता है, जो वॉल्यूम विस्तार को एक्ट्यूएटर की धुरी के साथ एक रैखिक संकुचन में अनुवाद करता है। पीएएम को उनके संचालन और डिजाइन द्वारा वर्गीकृत किया जा सकता है; अर्थात्, पीएएम में वायवीय या हाइड्रोलिक ऑपरेशन, ओवरप्रेस या अंडरप्रेस ऑपरेशन, ब्रेडेड / नेटेटेड या एम्बेडेड झिल्ली और झिल्ली फैलाने या झिल्ली को पुनर्व्यवस्थित करने की सुविधा है। सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले पीएएम में आज एक सिलेंड्रिकली ब्रेडेड मांसपेशी है जिसे मैककिबेन मसल के नाम से जाना जाता है, जिसे पहली बार 1 9 50 के दशक में जेएल मैककिबेन द्वारा विकसित किया गया था।

थर्मल एक्ट्यूएशन

मछली का जाल
साधारण मछली पकड़ने की रेखा और सिलाई धागे से निर्मित कृत्रिम मांसपेशियां 100 गुना अधिक भार उठा सकती हैं और समान लंबाई और वजन के मानव मांसपेशियों की तुलना में 100 गुना अधिक बिजली उत्पन्न कर सकती हैं।

मछली पकड़ने की रेखा के आधार पर कृत्रिम मांसपेशियों को आकार-मेमोरी मिश्र धातु या कार्बन नैनोट्यूब यार्न की तुलना में पहले से कम परिमाण (प्रति पौंड) के आदेशों का खर्च होता है; लेकिन वर्तमान में अपेक्षाकृत खराब दक्षता है।

व्यक्तिगत macromolecules वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध बहुलक फाइबर में फाइबर के साथ गठबंधन कर रहे हैं। उन्हें कॉइल्स में घुमाकर, शोधकर्ता कृत्रिम मांसपेशियों को बनाते हैं जो मानव मांसपेशियों की तरह गति पर अनुबंध करते हैं।

एक (untwisted) बहुलक फाइबर, जैसे पॉलीथेलिन मछली पकड़ने की रेखा या नायलॉन सिलाई धागे, अधिकांश सामग्रियों के विपरीत, तापमान में 250 के वृद्धि के लिए लगभग 4% गर्म होने पर कम हो जाता है। फाइबर को घुमाने और घुमावदार फाइबर को एक तार में घुमाकर, हीटिंग को कुंडल को कसने और 49% तक कम करने का कारण बनता है। शोधकर्ताओं को कुंडल को घुमाने के लिए एक और तरीका मिला जैसे हीटिंग हीटिंग को 6 9% तक बढ़ा देता है।

थर्मली-एक्टिवेटेड कृत्रिम मांसपेशियों का एक अनुप्रयोग स्वचालित रूप से खिड़कियों को खोलना और बंद करना है, किसी भी शक्ति का उपयोग किए बिना तापमान का जवाब देना।

पैराफिन से भरे हुए मुड़ वाले कार्बन नैनोट्यूब से बना छोटी कृत्रिम मांसपेशियां मानव मांसपेशियों की तुलना में 200 गुना मजबूत होती हैं।

आकार मेमोरी मिश्र धातु
आकार-स्मृति मिश्र धातु (एसएमए), तरल क्रिस्टलीय इलास्टोमर, और धातु मिश्र धातु जिन्हें विकृत किया जा सकता है और फिर गर्मी के संपर्क में आने पर उनके मूल आकार में लौटाया जा सकता है, कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में कार्य कर सकते हैं। थर्मल एक्ट्यूएटर-आधारित कृत्रिम मांसपेशियों में आकार परिवर्तन के दौरान गर्मी प्रतिरोध, प्रभाव प्रतिरोध, कम घनत्व, उच्च थकान शक्ति, और बड़ी बल उत्पादन प्रदान करते हैं। 2012 में, विद्युत क्षेत्र-सक्रिय, इलेक्ट्रोलाइट-मुक्त कृत्रिम मांसपेशियों की एक नई श्रेणी “टिक्स्ड यार्न एक्ट्यूएटर” नामक एक मांसपेशियों की प्रवाहकीय मोड़ वाली संरचना के भीतर एक माध्यमिक सामग्री के थर्मल विस्तार के आधार पर प्रदर्शित की गई थी। यह भी दिखाया गया है कि एक coiled वैनेडियम डाइऑक्साइड रिबन 200,000 आरपीएम की एक शीर्ष टोरसोनियल गति पर मोड़ और untwist कर सकते हैं।

पॉलिमर का उपयोग कर कृत्रिम मांसपेशी
इलेक्ट्रिक उत्तरदायी पॉलिमर (अंग्रेजी संस्करण) (इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर: ईएपी)
आयनिक आचरणशील पॉलिमर फिल्म (आईसीपीएफ: आयनिक आचरण पॉलिमर फिल्म)
1 99 1 में, इसका आविष्कार केइसुक ओगुची (ओसाका औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान, उन्नत औद्योगिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान, पूर्व एआईएसटी) और अन्य ने किया था।
नोबल धातु (सोना, प्लैटिनम) परफ्लुरो सल्फोनिक एसिड (पीएफएस) फिल्म के दोनों किनारों पर विद्युत् रूप से चढ़ाया जाता है, और दोनों तरफ इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज लागू होने पर उच्च गति पर झुकता है।

वायवीय दबाव का उपयोग कर कृत्रिम मांसपेशी
वायवीय कृत्रिम मांसपेशियों (पीएएम)
मैकिबिबेन प्रकार (कृत्रिम मांसपेशियों)
1 9 61 में, यह जोसेफ मैककिबेन द्वारा विकसित किया गया था।
यह नायलॉन फाइबर से ढके रबर ट्यूब की तरह आकार दिया जाता है और अंदर संपीड़ित हवा को लागू करके अनुबंधित किया जाता है।
ओरिगामी रोबोट – एमआईटी कंप्यूटर साइंस और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस लेबोरेटरी (सीएसईएल) द्वारा विकसित। कृत्रिम मांसपेशी उत्पत्ति संरचना और वैक्यूम पैक संयोजन। वैक्यूम पैक के अंदर हवा खींचकर, आंतरिक फोल्डिंग पेपर इंटरलॉकिंग को भी विकृत करता है और एक कंकाल बन जाता है।

बिजली और चुंबकत्व का उपयोग कर कृत्रिम मांसपेशियों
इलेक्ट्रोहेलॉजिकल तरल पदार्थ का उपयोग करना
चुंबकीय चिपचिपा द्रव का उपयोग (चुंबकीय ध्रुवीय तरल पदार्थ)
इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण का उपयोग करना
इलेक्ट्रोस्टैटिक बल का उपयोग करने वाला एक एक्ट्यूएटर, जैसे कि “उच्च शक्ति इलेक्ट्रोस्टैटिक मोटर”, हिगुची द्वारा अनुसंधान और विकास के तहत • टोक्यो विश्वविद्यालय की यामामोतो प्रयोगशाला, कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में भी लागू किया जा सकता है। कार्रवाई में इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर के वीडियो

सीएनटी मांसपेशी फाइबर
एक प्रसंस्कृत कार्बन नैनोट्यूब के लिए लगभग 5 केवी का वोल्टेज जोड़कर अनुबंध करने के लिए संरचित एक कृत्रिम मांसपेशियों को टेक्सास विश्वविद्यालय के नैनोटेक्नोलॉजी रिसर्च इंस्टीट्यूट में डलास में विकसित किया गया था। कृत्रिम मांसपेशियों में हवा की तुलना में केवल थोड़ा भारी घनत्व होता है, इसकी संकुचन की तेज दर होती है और जैविक मांसपेशियों की तुलना में प्रति क्षेत्र 30 गुना अधिक शक्ति होती है। (ध्यान दें कि यह अन्य कृत्रिम मांसपेशियों की तुलना में विशेष रूप से मजबूत नहीं है जो शरीर की मांसपेशियों में तीस गुना है।

नियंत्रण प्रणाली
तीन प्रकार की कृत्रिम मांसपेशियों में अलग-अलग बाधाएं होती हैं जो क्रियान्वयन के लिए आवश्यक नियंत्रण प्रणाली के प्रकार को प्रभावित करती हैं। हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि नियंत्रण प्रणाली अक्सर किसी दिए गए प्रयोग के विनिर्देशों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन की जाती है, कुछ प्रयोगों के साथ विभिन्न एक्ट्यूएटर या हाइब्रिड कंट्रोल स्कीमा के संयुक्त उपयोग के लिए बुलाया जाता है। इस प्रकार, निम्नलिखित उदाहरणों को नियंत्रण प्रणाली की विविधता की एक विस्तृत सूची के रूप में नहीं माना जाना चाहिए जिसे किसी दिए गए कृत्रिम मांसपेशियों को क्रियान्वित करने के लिए नियोजित किया जा सकता है।

वोल्टेज नियंत्रण
घुमावदार और coiled बहुलक (टीसीपी) मांसपेशियों को पहली बार रैखिक समय-परिवर्तनीय राज्य रिक्त स्थान द्वारा मॉडलिंग किया जा सकता है जब इनपुट विद्युत वोल्टेज है, 85% से अधिक सटीकता के साथ। इसलिए, एक टीसीपी मांसपेशियों को आसानी से डिजिटल पीआईडी ​​नियंत्रक द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। पीआईडी ​​नियंत्रक को गति देने के लिए एक अस्पष्ट नियंत्रक का उपयोग किया जा सकता है।

ईएपी नियंत्रण
पारंपरिक एक्ट्यूएटर की तुलना में ईएपी कम वजन, तेज प्रतिक्रिया, उच्च शक्ति घनत्व और शांत संचालन प्रदान करते हैं। इलेक्ट्रिक और आयनिक ईएपी दोनों मुख्य रूप से प्रतिक्रिया नियंत्रण लूप का उपयोग करके क्रियान्वित किए जाते हैं, जिन्हें बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली के रूप में जाना जाता है।

वायवीय नियंत्रण
वर्तमान में दो प्रकार की वायवीय कृत्रिम मांसपेशियों (पीएएम) हैं। पहले प्रकार में एक ब्लेड आस्तीन से घिरा एक मूत्राशय होता है और दूसरे प्रकार में डबल मूत्राशय होता है।

एक ब्लेड आस्तीन से घिरा एकल मूत्राशय
वायवीय कृत्रिम मांसपेशियों, जबकि हल्के और सस्ती, विशेष रूप से कठिन नियंत्रण समस्या उत्पन्न करते हैं क्योंकि वे अत्यधिक nonlinear दोनों होते हैं और गुण होते हैं, जैसे तापमान, जो समय के साथ महत्वपूर्ण रूप से उतार-चढ़ाव करता है। आम तौर पर पीएएम में रबड़ और प्लास्टिक के घटक होते हैं। चूंकि ये भाग एक दूसरे के साथ क्रियान्वयन के दौरान संपर्क में आते हैं, इसलिए पीएएम का तापमान बढ़ता है, अंततः समय के साथ कृत्रिम मांसपेशियों की संरचना में स्थायी परिवर्तन होता है। इस समस्या से कई प्रयोगात्मक दृष्टिकोण सामने आए हैं। संक्षेप में (अहन एट अल द्वारा प्रदान किया गया), व्यवहार्य प्रयोगात्मक नियंत्रण प्रणालियों में पीआईडी ​​नियंत्रण, अनुकूली नियंत्रण (लिली, 2003), नॉनलाइनर इष्टतम पूर्वानुमानित नियंत्रण (रेनॉल्ड्स एट अल।, 2003), परिवर्तनीय संरचना नियंत्रण (रिपपरर एट अल।, 1 99 8 ; मेडरानो-सेर्डा एट अल।, 1 99 5), लाभ शेड्यूलिंग (रिपपरर एट अल।, 1 999), और तंत्रिका नेटवर्क कोहोनन प्रशिक्षण एल्गोरिदम नियंत्रण (हेसलरोथ एट अल।, 1 99 4), तंत्रिका नेटवर्क / नॉनलाइनर पीआईडी ​​नियंत्रण सहित विभिन्न सॉफ्ट कंप्यूटिंग दृष्टिकोण ( आह और थान, 2005), और न्यूरो-फ़ज़ी / जेनेटिक कंट्रोल (चैन एट अल।, 2003; लिली एट अल।, 2003)।

अत्यधिक nonlinear प्रणालियों के बारे में नियंत्रण समस्याओं को आम तौर पर एक परीक्षण-और-त्रुटि दृष्टिकोण के माध्यम से संबोधित किया गया है जिसके माध्यम से सिस्टम की व्यवहार क्षमताओं के “अस्पष्ट मॉडल” (चैन एट अल।, 2003) को छेड़छाड़ की जा सकती है (विशिष्ट प्रणाली के प्रयोगात्मक परिणामों से एक जानकार मानव विशेषज्ञ द्वारा परीक्षण किया जा रहा है)। हालांकि, कुछ शोधों ने पिछले मॉडल की गणितीय जटिलताओं से परहेज करते हुए एक दिए गए अस्पष्ट मॉडल की सटीकता को प्रशिक्षित करने के लिए “वास्तविक डेटा” (नेल्स ओ।, 2000) को नियोजित किया है। अहन एट अल। का प्रयोग हाल ही के प्रयोगों का एक उदाहरण है जो एक पीएएम रोबोट बांह से प्रयोगात्मक इनपुट-आउटपुट डेटा का उपयोग करके अस्पष्ट मॉडल को प्रशिक्षित करने के लिए संशोधित जेनेटिक एल्गोरिदम (एमजीए) का उपयोग करता है।

डबल मूत्राशय
इस actuator में एक बाहरी लचीला झिल्ली होता है जिसमें मांसपेशियों के इंटीरियर को दो हिस्सों में विभाजित करने वाली आंतरिक लचीली झिल्ली होती है। एक कंधे झिल्ली के लिए सुरक्षित है, और एक आस्तीन के माध्यम से मांसपेशियों से बाहर निकलता है ताकि कंधे मांसपेशियों में अनुबंध कर सके। एक ट्यूब आंतरिक मूत्राशय में हवा की अनुमति देता है, जो तब बाहरी मूत्राशय में घुमाता है। इस प्रकार की वायवीय मांसपेशियों का एक प्रमुख लाभ यह है कि बाहरी आस्तीन के खिलाफ मूत्राशय की कोई संभावित रूप से घर्षण आंदोलन नहीं होता है।

थर्मल नियंत्रण
एसएमए कृत्रिम मांसपेशियों, जबकि बड़े बल और विस्थापन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में हल्के और उपयोगी, विशिष्ट नियंत्रण चुनौतियों को भी प्रस्तुत करते हैं; अर्थात्, एसएमए कृत्रिम मांसपेशियों को उनके हिस्टीरेटिक इनपुट-आउटपुट रिश्तों और बैंडविड्थ सीमाओं से सीमित किया जाता है। वेन एट अल के रूप में। चर्चा, एसएमए चरण परिवर्तन घटना “hysteretic” है कि परिणामस्वरूप उत्पादन एसएमए स्ट्रैंड अपने गर्मी इनपुट के इतिहास पर निर्भर है। बैंडविड्थ की सीमाओं के लिए, एसएमए कृत्रिम मांसपेशियों में स्थानांतरित करने के लिए गर्मी के लिए आवश्यक समय की मात्रा के कारण हिस्टेरेटिक चरण परिवर्तन के दौरान एसएमए एक्ट्यूएटर की गतिशील प्रतिक्रिया बहुत धीमी होती है। एसएमए अनुप्रयोगों को स्थिर उपकरणों के रूप में मानते हुए धारणाओं के कारण एसएमए नियंत्रण के संबंध में बहुत कम शोध किया गया है; फिर भी, hysteretic nonlinearity की नियंत्रण समस्या को हल करने के लिए विभिन्न प्रकार के नियंत्रण दृष्टिकोण का परीक्षण किया गया है।

आम तौर पर, इस समस्या के लिए ओपन-लूप मुआवजे या बंद-लूप प्रतिक्रिया नियंत्रण के आवेदन की आवश्यकता होती है। ओपन-लूप नियंत्रण के संबंध में, प्रीसाच मॉडल का उपयोग अक्सर इसकी सरल संरचना और आसान सिमुलेशन और नियंत्रण (ह्यूजेस और वेन, 1 99 5) की क्षमता के लिए किया जाता है। बंद-लूप नियंत्रण के लिए, एसएमए बंद लूप स्थिरता का विश्लेषण करने वाले निष्क्रियता-आधारित दृष्टिकोण का उपयोग किया गया है (मैडिल और वेन, 1 99 4)। वेन एट अल। का अध्ययन बंद-लूप फीडबैक नियंत्रण का एक और उदाहरण प्रदान करता है, जो एसएमए अनुप्रयोगों में बंद-लूप नियंत्रण की स्थिरता का प्रदर्शन करता है, जो बल प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया के संयोजन को लागू करता है और एक लचीला एल्यूमीनियम बीम पर स्थिति नियंत्रण से बना होता है जो एसएमए द्वारा किया जाता है नितिनोल।

अनुप्रयोगों
कृत्रिम मांसपेशी प्रौद्योगिकियों में रोबोट, औद्योगिक actuators और संचालित exoskeletons सहित बायोमेमेटिक मशीनों में व्यापक संभावित अनुप्रयोग हैं। ईएपी-आधारित कृत्रिम मांसपेशियों में हल्के वजन, कम बिजली की आवश्यकताओं, लचीलापन और चपलता और हेरफेर के लिए चपलता का संयोजन होता है। भविष्य के ईएपी उपकरणों में एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव उद्योग, दवा, रोबोटिक्स, आर्टिक्यूलेशन तंत्र, मनोरंजन, एनीमेशन, खिलौने, कपड़े, हैप्टीक और स्पर्श इंटरफेस, शोर नियंत्रण, ट्रांसड्यूसर, पावर जनरेटर और स्मार्ट संरचनाओं में अनुप्रयोग होंगे।

वायवीय कृत्रिम मांसपेशियों में पारंपरिक वायवीय सिलेंडर की तुलना में अधिक लचीलापन, नियंत्रण और हल्कापन भी प्रदान करता है। अधिकांश पीएएम अनुप्रयोगों में मैकिबिबेन जैसी मांसपेशियों का उपयोग शामिल होता है। एसएमए जैसे थर्मल एक्ट्यूएटरों में विभिन्न सैन्य, चिकित्सा, सुरक्षा और रोबोटिक अनुप्रयोग होते हैं, और इसके बाद यांत्रिक आकार में परिवर्तन के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।