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「ロボティクス」と聞いて何を思い浮かべますか? ほとんどの人は、電気で動く金属製の機械を思い浮かべるでしょう。 サイエンス フィクションで一般的に見られるタイプのロボットを実現するために多くの進歩が行われていますが、驚くかもしれないロボット工学の別の分野があります。
ここ数年、ソフトボディロボティクスへの関心が高まっています。 これらのタイプのロボットは、さまざまな方法で実現できます。 しかし、共通のテーマは、弾性材料を使用して安全でさまざまな状況に適応できるロボットを作成することです。
半自動化された工場で見られるような従来の剛体ロボットは、多くの場合、特定の環境には適していません。 これらのタイプのロボットは通常、正確な動きとアルゴリズムに依存して衝突を防ぎます。 人の近くで使用すると危険な素材が使用されている場合もあります。
理想的なソフトボディ ロボットを作成しようとしている世界中の多くの研究所があります。
このブログでは、香港中文大学の最近の開発、いわゆる磁気スライム ロボットについて見ていきます。 また、新しいテクノロジーの実用的なアプリケーションとその現在の制限についても説明します。
ソフトロボティクスとは?
ソフト ロボティクスは、準拠した材料で構成されるロボットの設計と開発を目的としたロボティクスのサブフィールドです。
準拠とはどういう意味ですか? 機械工学における「コンプライアント」という用語は、弾性変形によって運動を実現するメカニズムの一種を指します。 これは、現在のロボットに見られる典型的な剛体とは対照的です。
多くの剛体ロボットはソフトコンポーネントを戦略的に使用していますが、ソフトロボティクスの研究は一般的に完全にソフトなマシンを目指しています。
柔らかいロボットがどのように動くのか疑問に思うかもしれません。 研究者は、多くの剛性ロボットに共通する金属フレームを使用せずに、ソフト ロボットを制御する新しい方法を考案する必要がありました。
一部の研究者は、静電力を使用して材料の形状を変更します。 他のソフトロボットは、材料に熱が加えられると形状を変えることができる特別なポリマーを使用しています. これらの素材は、何度も温度が変化した後でも元の形状を覚えています。
磁気作動の使用
研究者は、磁気で作動するソフトロボットの作成も検討しています。 香港中文大学の研究者は、 新しい形の軟体ロボット 磁石を使用して、非ニュートン流体ベースの「スライム」ロボットを制御します。
研究者たちは、以前の磁気ソフトボディロボットの研究とは異なるタイプの材料を使用してみました。
以前の研究では、シリコーンまたは磁性流体が使用されました。 制限付き。 エラストマーベースまたはシリコンのソフトロボットは変形性が限られていましたが、磁性流体は多くのユースケースで不安定すぎると見なされていました.
香港の研究者は、ポリビニル アルコール (PVA) とホウ砂の混合物から作られたスライムを作成しました。 流体に混合された小さな磁性粒子により、研究者は磁場を使用して流体を操作することができました。
非ニュートン流体には、ロボットが他の別々の部品と接続して全体に結合できるようにする自己修復特性がありました。
アプリケーションと制限
狭い水路をナビゲートするロボットの能力は、いくつかの可能性をもたらしました ヘルスケア分野での応用.
たとえば、スライムロボットは人間が摂取し、手術を使用せずに有害なオブジェクトを抽出するために使用できます.
研究者はまた、使用された流体も導電性であることを論文で示しました。 これは、磁気スライムが回路スイッチとして機能し、おそらく損傷した回路を修復する手段として機能できることを意味します.
磁気スライムは、曲げや動的な機械環境に適応できるモーション センサーとして機能する可能性があります。
有望ではありますが、これらのアプリケーションはすべてまだ提案段階にあり、スライム ロボットのパフォーマンスをさらに改善するには、さらに研究を行う必要があります。
研究者は、スライム自体が有毒であり、現在、人体への使用には適していないことを指摘しています. スライムを制御する磁性粒子は、スライム ロボットを有毒にします。 研究者は、スライムを安全に使用できるようにするために、シリカ コーティングの層を追加する必要がありました。
まとめ
ソフトロボティクスの分野はまだ比較的新しい分野ですが、すでに多くの可能性を示しています。 医療および外科用途でのソフトボディロボットの潜在的な使用は、より多くの命を救うことにつながる可能性があります。 ウェアラブル ソフト ロボットのアイデアは、障害を持つ人々を助ける可能性があります。
NASA の科学者が 開発する 宇宙飛行士が軌道上で安全を保つのを助ける柔らかい体のロボット。
人間がますます機械に信頼を置くようになった世界で、より多くの研究がソフトボディロボティクスの可能性を最大限に解き放つことを願っています。
ソフトロボティクスの未来についてどう思いますか?
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