エンジニアがインチワームのように動くロボットを作成

エンジニアリング研究者は、トロント大学から、インチワームのように動くことができる小型ロボットを開発しました。この新しく開発された技術は、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。

エンジニア研究者グループには、ハニ・ナギーブ教授が含まれています。このチームは、スマート材料、特に電熱アクチュエータ（ETAs）に焦点を当てています。ETAs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、低温では緊縮し、温暖なときには弛緩するように物理的に反応することもできます。

ナギーブ教授とエンジニアチームは、この新しい技術をロボティクスに使用し、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。別の分野では、製造業で重要になります。ソフトロボットは、現在存在する金属プレートのロボットを置き換える可能性があります。

「現在、工場の床にあるロボットは、重くて堅固で、作業員から隔離されています。なぜなら、安全上の危険をもたらすからです。」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。人間とロボットの相互作用を組み込むことに重点が置かれています。」と彼は述べています。 「ソフトで適応性のあるロボットは、その協力を活用できます。」

反応材料の研究は長い間行われてきましたが、エンジニアグループはインチワームロボットの動きを生み出すために、それらを新しい方法でプログラミングする方法を発見しました。

博士課程の学生であり、論文の第一著者であるユーチェン（ゲイリー）・サンによると、「既存の研究は、平らな休息状態からのETAsのプログラミングを文書化しています。二次元構造の形状プログラミングの可能性は限られています。したがって、反応は単に曲げる動きです。」

チームは、熱誘起、応力緩和、固化法を使用して、3次元の休息状態を持つETAを作成しました。これにより、新しい一連の形状と動きが可能になります。

「また、新しいものは、インチワーム運動を誘発するために必要な電力です。私たちのものは、研究文献で存在するものよりも効率的です。」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させる可能性があります。

「人間が危険にさらされる状況では、ガス漏れや火災の場合、ロボットにセンサーを搭載して有害な環境を測定できます。」ナギーブは説明しています。 「航空宇宙では、スマート材料が次世代の航空機の翼を変形させる鍵になる可能性があります。」

最初の応用は、ウェアラブルテクノロジー分野内で行われる可能性が高いです。

「この材料を服に適用しようとしています。服は体温に応じて圧縮または解放され、運動選手にとっては治療的になる可能性があります。」ナギーブは述べています。チームはまた、スマートな服が脊髄損傷に有益であるかどうかを調査しています。

研究者チームは、今後、反応する這う動きを速くし、新しい構成に焦点を当てることになります。

「この場合、私たちはそれを虫のように動くように訓練しました。」と彼は述べています。 「しかし、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翼のように多くの動きを模倣することができます。」