研究者はソフトロボットを遠隔から制御および再構成できる

 ノースカロライナ州立大学とイーロン大学の研究者らは、ソフトロボットを遠隔制御して再構成する新しい技術を開発した。 彼らはロボットを制御し、XNUMX つの位置に固定し、異なる形状になるように再構成することができました。 研究チームは、光と磁場を利用してこれを開発することができました。 

ノースカロライナ州立大学の材料科学および工学の教授の一人であり、新しい研究に関する論文の著者であるジョー・トレーシー氏は、この開発について語った。 

「私たちは再構成可能性に特に興奮しています」と彼は言いました。 「材料の特性を設計することで、ソフトロボットの動きを遠隔から制御できます。 特定の形状を保持することができます。 その後、ロボットを元の形状に戻したり、動きをさらに変更したりできます。 これを繰り返し行うことができます。 生物医学や航空宇宙におけるこの技術の有用性という点では、これらすべてが貴重です。」 

研究者らが使用したソフトロボットは、磁性鉄微粒子が埋め込まれたポリマーから作られた。 通常、このタイプの素材は柔軟性がなく、形状が変化しません。 研究者らが使用した材料の違いは、発光ダイオード（LED）からの光を使って材料を加熱すると、ポリマーが柔軟になったことだ。 

次に研究者らは、磁場を使用してソフトロボットの形状を遠隔から変更および制御した。 ロボットが研究者が望んでいた形状になったら、LED ライトを取り外しました。 ライトが取り外されると、ロボットは再び硬直しました。 今回は新たな形で登場しました。 次に LED ライトを再度照射し、磁場を除去しました。 その時点で、ソフトロボットは元の形状に戻ることができました。 ロボットを元の形状に戻したくない場合は、再度光を当て、磁場を使用してさらに多くの形状を作成できます。 

これらの柔らかく柔軟なロボットは、さまざまな用途に使用できる可能性を秘めています。 研究者らはそれらを物体を持ち上げたり輸送したりするために使用することができ、カンチレバーとしても使用されました。 

この論文の最初の著者であるジェシカ・リュー氏は、この新しい技術について語った。 

「グラバーが開いているか閉じているかなど、バイナリ構成に限定されるわけではありません」と彼女は言いました。 「光を制御して、ロボットがどの時点でもその形状を維持できるようにすることができます。」

研究者らは計算モデルも作成した。 これを使用して、より高速かつ効率的なソフト ロボット設計プロセスを作成できます。 彼らは、ロボットの形状、ポリマーの厚さ、ポリマー中の鉄微粒子の量、磁場のサイズと方向を調整することができます。 これらはすべて、プロトタイプを構築する前に実行できます。 

「次のステップには、さまざまな用途に合わせてポリマーを最適化することが含まれます」とジョー・トレーシー氏は語った。 「たとえば、特定の用途を満たすために、さまざまな温度で反応するポリマーをエンジニアリングします。」 

研究者の論文が雑誌に掲載されました 科学の進歩。 タイトルは「ソフトロボティクスのためのポリマー複合材料の光熱磁気制御再構成」です。 

共著者には、ノースカロライナ州立大学の元学部生であるジョナサン・ギレンが含まれます。 スミート・ミシュラ、元博士ノースカロライナ州立大学の学生。 そしてイーロン大学物理学の准教授ベンジャミン・エヴァンス氏。