FiberMotor. Kredit: EPFL LMTS CC BY-SA 4.0.

V roce 2023 švýcarští odborníci laboratoře Soft Transducers na EPFL vyvinuli první čerpadlo na světě ve podobě vlákna. Jeho pružná trubička dokáže sama vytvářet tlak a zajistit průtok kapaliny. Lze ji všít do chytrých textilií, kde může zajišťovat cirkulaci kapalin pro regulaci teploty a hmatovou zpětnou vazbu nebo pohánět nositelné asistenční pomůcky.

Herbert Shea. Kredit: EPFL.

Herbert Shea a Sylvain Schaller teď ale posunuli vývoj technologií kompatibilních s textilem ještě dál. Vyvinuli FiberMotor, nitkový motor, který přímo přeměňuje elektrickou energii na pohyb. Má průměr jen asi 1 až 3 milimetry a tvoří jej dvě soustředně uspořádaná dutá vlákna.

Kolem každého vlákna je těsně navinutá elektroda z izolovaného měděného drátu, jen o něco silnějšího než lidský vlas. Když se na elektrody přivede elektrické napětí, elektrostatické síly opakovaně přitahují vlákna do vzájemného zákrytu. Vnitřní vlákno klouže uvnitř vnějšího. Jak říká Shea, jejich FiberMotor je prvním posuvným motorem ve tvaru vlákna. Vyvíjí dostatečnou sílu k pohonu zařízení pro měkkou robotiku, přitom zůstává tichý, ohebný a umožňuje pohyb v obou směrech.

Řada běžných pohybů, jako je zvedání, tlačení nebo tahání, se odehrává lineárně, nikoli otáčením. Napodobit takový pohyb je ale v nositelné robotice problém. Motory dostatečně výkonné pro lineární pohyb totiž obvykle vyžadují tuhé převody, ozubená kola a další rozměrné součásti. Existují také umělé svaly, jejich rozsah pohybu je ale omezený fyzikálními možnostmi materiálu.

FiberMotor integrovaný do prototypu oděvu. Kredit: EPFL LMTS CC BY-SA 4.0.

U FiberMotoru žádné takové omezení neplatí. Rozsah pohybu omezuje pouze délka samotných vláken. Absence ozubených kol a převodových mechanismů navíc umožňuje zpětný pohon. Motor lze bezpečně posouvat i působením vnější síly, což mu dovoluje přirozeněji spolupracovat s pohyby lidského těla než běžné motory. Pokud například člověk provede nečekaný pohyb nebo pohyb opačným směrem, než jakým motor právě působí, jeho vlákna po sobě jednoduše sklouznou. Mechanismus se nezablokuje.

Při laboratorních zkouškách dokázal jeden motor FiberMotor udržet v klidu zátěž o hmotnosti asi 75 gramů. Když vědci spojili dohromady čtyři motory, vytvořily dostatečnou sílu ke zvednutí čokoládové tyčinky o hmotnosti 46 gramů a k ohýbání robotického prstu ovládaného šlachovým mechanismem.

Vývoj nitkového motoru pokračuje a na obzoru se rýsují pozoruhodné aplikace. Badatelé chtějí využít jedinečnou kombinaci síly a ohebnosti FiberMotoru k vývoji nositelných asistenčních zařízení. Mohou to být měkké exoobleky pomáhající s pohybem, nositelné hmatové systémy pro virtuální realitu nebo dejme tomu lehké protézy. Sylvain Schaller už založil startup Elecsyor, jehož cílem je tuto technologii dotáhnout do komerční podoby.

Video: FiberMotor: a flexible linear coaxial electrostatic motor in fiber format

Literatura

EPFL 7. 10. 2026.

Advanced Materials online 27. 9. 2026.