インチワームのように動くロボットを開発したエンジニア

トロント大学のエンジニアリング研究者は、インチワームのように動く小型ロボットを開発しました。この新しい技術は、航空やスマートテクノロジーなどのさまざまな業界に影響を与える可能性があります。

この研究は、Scientific Reportsに掲載されました。

研究チームには、ハニ・ナギーブ教授が含まれています。チームは、スマート材料、特に電熱アクチュエータ（ETA）に焦点を当てています。ETAは、特定のポリマーで作られたデバイスで、電気的または熱的変化に応じて物理的に反応するようにプログラムできます。筋肉の反射を模倣するようにプログラムできます。また、温度に応じて収縮または弛緩することができます。

ナギーブ教授とエンジニアのチームは、この新しい技術をロボティクスに応用し、インチワームのように這うことができるソフトロボットを開発しています。製造業でも重要な役割を果たすことになります。ソフトロボットは、現在使用されている金属製のロボットを置き換える可能性があります。

「現在、工場で使用されているロボットは、重くて堅固で、工場の床から隔離されています。なぜなら、安全上のリスクがあるからです」とナギーブは説明しています。

「しかし、製造業は需要に応じて近代化しています。人間とロボットの協力が重要になってきています。柔軟で適応性の高いロボットは、その協力を活用できます」と彼は述べています。

反応材料の研究は古くから行われてきましたが、エンジニアのチームは、新しい方法でそれらをプログラムし、インチワームのようなロボットの動きを実現しました。

博士課程の学生で、論文の第一著者であるユーチェン（ゲイリー）・サンは、「既存の研究では、平らな休息状態からのETAのプログラミングが記載されています。二次元構造の形状プログラミングは限られているため、反応は単に曲げる動きです」と述べています。

チームは、熱誘起のストレス緩和と固化方法を使用して、三次元の休息状態を持つETAを作成しました。これにより、新しい形状と動きが可能になりました。

「また、新しいのは、インチワームの動きを誘発するために必要な電力です。私たちのものは、研究文献の中で今まで存在したものよりも効率的です」とサンは述べています。

ナギーブ教授によると、この新しいロボティクス分野は、セキュリティ、航空、手術、ウェアラブルエレクトロニクスなどの多くの業界を完全に革命する可能性があります。

「人間が危険にさらされる状況では、インチワームのように這うロボットにセンサーを搭載して、有害な環境を測定することができます。航空では、スマート材料が次世代の航空機の開発に役立つ可能性があります」とナギーブは説明しています。

最初の応用は、ウェアラブルテクノロジーの分野で見られる可能性があります。

「この材料を衣服に適用しようとしています。体温に応じて圧縮または解放される衣服は、運動選手にとって治療的な効果があるかもしれません」とナギーブは述べています。チームは、スマートな衣服が脊髄損傷の患者にとって有益かどうかも研究しています。

研究チームは、反応的な這う動きをより速くすることに焦点を当て、 新しい構成を開発する予定です。

「この場合、インチワームのように動くようにプログラムしました。ただし、私たちの革新的なアプローチにより、ロボットをバタフライの羽のように動かすことができます」と彼は述べています。