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磁力で動く筋肉フィルムを研究者が発表。磁気で制御する柔らかロボットや生物模倣ロボに応用へ

複雑な機構を用いずに物体の持ち上げや伸縮動作するロボティクス

関根慎一 (Shinichi Sekine), @sekine_s
2017年4月4日, 午後04:55 in robots
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ノースカロライナ州立大学(NCSU)は、磁場によってソフトロボットの制御を行う技術を発表しました。

ソフトロボットとは、柔らかい素材の採用、あるいは柔軟な動作に対応したロボットの総称。シリコンやゴム、ナイロンなどを素材としてロボットの機構とするアプローチや、複雑な機構によって柔らかい動作の実現を図ったロボットの研究などが進んでいます。

参考:
理研、クマ型の介護ロボットROBEARを発表。柔らかな抱っこや移乗に対応

「ロボットの筋肉」になりうるナイロン製人工筋。耐久性と低コストに着目

NCSUの研究者が発表した新技術では、平行鎖構造の鉄微粒子を含んだエラストマーフィルム(弾性ポリマー薄膜)に磁場をかけることで、フィルムの操作を可能にします。フィルムは磁場をかけた方向に対して応答し、磁場の強さを変化させることで、ソフトロボットの動作にかかる力の強さを調整可能です。

Marissa Schmauch博士を中心とする研究者たちは今回の発表に際して、3種類のソフトロボットを試作しています。

1つ目は自重の50倍までの重量を持ち上げられるカンチレバー型、2つ目は筋肉のように伸縮するアコーディオン型、3つ目は歯磨き粉のチューブを絞るような動作を行う"蠕動ポンプ"型。

このうちカンチレバー型については、今回行われた実験で68Nmのトルクが発生しており、これは以前に作成したアクチュエータよりも高い値であることが分かっています。また蠕動ポンプ型では、チューブ状にしたフィルムのうち、磁場を加えた部分にだけ円が潰れるような変形が起こったといいます。

研究者たちは現在、デバイスの制御精度と出力の改善に取り組んでいるとのことです。

今回発表された技術の用途としては、義肢やインプラントといった医療機器、あるいはロボティクスにおいて生物が持つ有機機能の模倣などが考えられます。フィルムの製造や、安定して磁力を制御する装置の開発といったコスト面では課題が残ることから、本技術の実用レベルでの活用は、まだまだ先の話になるでしょう。

Source: NCSU
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