米国が新型ロボット生地を開発

センサーを埋め込み、動きや伸縮ができる「布ロボット」が活躍する。彼らは未来のロボットに「触覚」を持つ「皮膚」を獲得し、人体の力と耐久力を増強するロボットの上着になり、パイロットと宇宙飛行士が航行する際に受ける衝撃力を軽減し、また人類が宇宙を探求するための強力な助手になるかもしれない。

物理学者組織網がこのほど報じた。研究者はロボットを構成する綿の生地に、フレキシブルポリマーから作られたセンサーと記憶金属から作られたラインドライバを混ぜました。記憶金属は加熱すると縮こまり、布地を「動かす」。

「現在のところ、ほとんどの「ロボット生地」は、導線から電子部品の信号を感知することしかできません。しかし、駆動とセンシングを一体化することに成功しました。米国パデュー大学の機械工学教授のレベッカ・クライマーさんは、「ミシン技術を利用して、ラインドライバとセンサーを布地に縫い込みました。この技術は現代紡織工業に統合し、規模化生産を行う潜在力を備えています」と話しています。

発泡スチロールや風船などの材料の表面に布ロボットを包むと、駆動材が必要な方向に往復して曲げられ、尺虫のように材料を押し上げてアーチ状に進む。異なる部位を圧縮することで、クリープやスライドの動きもできます。

同研究の目的は、必要な機能を伸縮性のある「肌」に組み込む「ソフトロボット」シリーズの開発。将来、「皮膚」はより柔軟で、耐震力の強い電子部品を組み込んで、宇宙活動に適応することができます。これは宇宙飛行士と宇宙船の所持重量を効果的に減らすことができます。この技術は携帯用にも使える。ロボット特定の「肌」機能布地を変形可能な設備の表面に覆うことで、星間探査に適した特定の設備に迅速に組み立てることができます。

「ハエのためにも機械衣装を設計することができます。」クライマーは「外装機械『皮膚』によって、どの物体もロボットになる潜在能力を備えています。」

クライマーのリーダーシップの研究チームは、米国シカゴで開かれているスマートロボットシステムの国際会議に関連する論文を提出しました。会議の間、彼らはまた医療用ステントと機械製造用の硬さ可変布地を展示しました。

形状記憶重合繊維はこの布地に硬度を変化させる能力を備えており、このポリマーは加熱後に相転移を起こし、材料を柔らかくし、特定の部位の医療固定に用いることができる。高分子表面は形状記憶合金で覆われており，通電後の昇温で重合材料を軟化できる。この技術は将来的にロボット技術をより効率的に省エネできるようになります。

クライマーは「通常、機械のヒンジ関節を活動させたり、特定の位置を維持したりするには、大量のエネルギーを消費し続け、関節の緩みを防ぐ必要がある。現在、新型の開発が進められている」と述べた。布地低消費エネルギーで関節をロックすることができます。」