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ソフトロボット

自重の1000倍の重量物を持ち上げる、画期的な人工筋肉が開発される

2017年10月4日(水)15時10分
松岡由希子

Credit: Aslan Miriyev/Columbia Engineering

<コロンビア大学の研究チームは、高電圧機器やコンプレッサなどの外部装置を一切必要としない画期的な人工筋肉を開発した>

シリコーンやゴムといった柔らかい素材からなるソフトロボットは、人間と安全にふれあうことができるため、看護や介護など、様々な分野においてニーズが見込まれている。

そして、ソフトロボットを人間のように柔軟に動作させるために必要となるのが、人工筋肉だ。人工筋肉とは、入力されたエネルギーを物理的な運動へと変換する機構、すなわちアクチュエーター(作動装置)の一つで、伸縮性を有する柔らかい素材でできたものをいう。

外部装置を一切必要としない画期的な人工筋肉

従来、人工筋肉は、動作させるために高電圧が必要だったり、コンプレッサ(空気圧縮機)や圧力調整器で空気圧をコントロールしなければならないなど、実用性に乏しい面があった。

米コロンビア大学の研究チームは、高電圧機器やコンプレッサなどの外部装置を一切必要としない画期的な人工筋肉を開発し、その研究成果を英科学雑誌『ネイチャー』で明らかにした。

弾力性のあるシリコーンゴムを母材(マトリクス)とし、エタノールを含む微小気泡とで構成されるこの人工筋肉は、人間の筋肉に比べて15倍伸び、3倍も強いのが特徴。3Dプリンターによって自由に成形でき、1グラムあたり約3セント(約3.4円)の低コストで製作できるのも利点だ。

3Dプリンターによって自由に成形できる

3Dプリンターによって成形された人工筋肉は、細い抵抗線を通じ、わずか8ボルトの低電圧で動作。押したり、引いたり、曲げたり、ねじれたりといった動きはもちろん、自重の1000倍もの重量物を持ち上げることもできる。実験では、6グラムの人工筋肉が6.1キログラムの物体を持ち上げられることが示された。また、この人工筋肉を摂氏80度まで熱すると常温時に比べて900%も拡張したという。

研究チームでは、今後、この人工筋肉をさらに改良し、抵抗線の代わりとなる導電性材料の導入や応答時間の短縮化などをすすめていく方針。

また、長期的には、この人工筋肉の制御を学習する人工知能の研究開発にも取り組んでいきたい考えだという。低コストで簡単に製作できるこの人工筋肉は、ソフトロボットにまつわる様々な研究開発にも大きく寄与することが期待されている。



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