ミニ

ジェニファー・ウエレット - 2023 年 2 月 16 日午後 7 時 11 分 UTC

『ターミネーター 2: 審判の日』の多くの象徴的な瞬間の 1 つは、T-1000 が一瞬液体に変化して、ターゲットである 10 代のジョン・コナーから隔てられた金属棒を通過する場面でした。 エンジニアのチームは、レゴのミニフィグの形をした柔らかいロボットでその有名なシーンを模倣しました。 ロボットは磁場に反応して液体の形に「溶けて」、ケージのバーの間からにじみ出て、反対側で再凝固します。 研究チームは、ジャーナル「Matter」に掲載された最近の論文でその研究について説明しました。

以前に報告したように、私たちは伝統的にロボットは硬くて硬い材料から製造されていると考えていますが、ソフトロボット工学のサブ分野では異なるアプローチが取られています。 生きている動物の特性を模倣した、より柔軟な材料からロボット装置を構築することを目指しています。 ロボットの全身を柔らかい素材で作ることによって、災害後に生存者を捜索するために狭い空間をすり抜けるのに十分な柔軟性が得られるなど、大きな利点が得られます。 ソフトロボットは、義肢や生体医療機器としても大きな可能性を秘めています。 硬いロボットでも、ショックアブソーバーとして機能するフットパッドや、エネルギーを蓄えたり放出したりする柔軟なバネなど、いくつかの柔らかいコンポーネントに依存しています。

たとえば、ハーバード大学の研究者は 2016 年に、完全に柔軟な素材で作られたタコをヒントにしたソフト ロボットを開発しました。 ソフトロボットは非常に柔軟であるため、正確に制御するのはさらに困難です。 そこで、「オクトボット」では、硬い電子回路をマイクロ流体回路に置き換えました。 このような回路は、電気ではなく、回路のマイクロチャネルを通る水 (油圧) または空気 (空気圧) の流れを調整し、ロボットが曲がったり動いたりすることを可能にします。 2021 年、メリーランド大学の技術者は、任天堂のコントローラーのボタンや方向パッドを操作できるほど機敏な 3 本指のソフト ロボット ハンドを開発しました。その証拠として、スーパー マリオ ブラザーズの最初のレベルをクリアすることもできました。コンセプトの。

この最新のロボットは、磁気作動小型機械として知られるクラスに属し、通常はプログラムされた磁化プロファイルを持つ強磁性粒子が埋め込まれた軟質ポリマー (エラストマーやヒドロゲルなど) で作られています。 この種のロボットは、泳いだり、登ったり、転がったり、歩いたり、ジャンプしたりすることができるだけでなく、対応する磁場を変えるだけで形状を変えることができます。 そのため、標的薬物送達や潰瘍治癒のための治療など、いくつかの生物医学用途に最適です。 しかし、Matter誌に掲載された新しい論文の著者らによると、このようなエラストマーベースの複合材料は本質的に固体であり、変形能力が限られているため、開口部が材料の寸法よりも小さい非常に狭く限られた空間を通過するのは困難であるという。

解決策を見つけたいと切望していた彼らは、謙虚なナマコにインスピレーションを求めました。 ナマコは、柔らかい円筒形の体と、伸縮可能な触手に囲まれた口を持つ魅力的な生き物です。 一部の種は、自己防衛の手段として毒素を吐くことさえあります。 しかし、これらの技術者たちの興味をそそられたのは、体壁を形成するコラーゲンを意のままに緩めたり締めたりするナマコの驚くべき能力です。 これにより、ナマコは本質的に体を「液化」させて小さな亀裂や裂け目をすり抜け、その後すべてのコラーゲン繊維を引っ掛けて再び固体の体を形成します。

新しいミニロボットは磁気活性相転移物質 (MPTM) でできており、固体と液体の状態を行き来することができます。 MPTM は交流磁場で加熱されると溶けて液体になりますが、磁場が取り除かれると周囲温度が冷却されて再凝固します。 MPTM は、純粋なガリウムに埋め込まれた強磁性ネオジム-鉄-ホウ素微粒子で構成されています。 得られた材料の融点は 30.6°C (約 87°F) であるため、室温では固体のままです。 MPTM は、その固体形状で優れた機械的強度を備え、高荷重に耐えるのに適しており、多用途な可動性を備えています。 液相では、微粒子は回転し、磁気極性の向きを変えて、必要に応じて延長、分割、結合することができます。