UCLA、超小型ロボットの一体3Dプリントに成功

UCLAの研究チーム、ロボット全体を一度に3Dプリントする方法を開発

米国の州立大学カリフォルニア大学ロサンゼルス校(以下 UCLA)の研究チームは、超小型ロボット全体を一度に3Dプリントする新しい方法を開発した。

Photo : UCLA

従来のロボット製造プロセスは、すべての機械部品と電子部品を組み合わせるための一連の製造工程が必要であり、これらのコンポーネントの多くは、異なるサプライヤーから供給されている場合が多いため、適合性が低く結果として組立て後の重量が増え、体積も不必要に大きくなり、出力も最適化されない場合がある。
UCLAの研究チームが開発した3Dプリント方法は、ロボットを構成する機械的および電子的システムの役割を果たす特別に開発されたアクティブなメタマテリアル(多機能材料)を利用するものであり、このメタマテリアルを3Dプリントすることで、這い回り、ジャンプし、周囲の環境を感知し、プログラムされたコマンドに基づいて次の行動を決定することもできる小さな「Meta-bot」を形成することができる。この方法により、内部構造、動作、センシングの各コンポーネントが一度にプリントされるため、小型の外部バッテリーさえあれば、ロボットに生命を吹き込むことができる。

圧電メタマテリアルで3Dプリントされた格子構造

この方法の成功に欠かせないのは、プリントされたメタマテリアルの圧電性で、この材料は格子状の形状に加工され、電界によって励起されると形状が変化して動くことが可能で、電気エネルギーを運動エネルギーに変えることができる。このように圧電材料のロボットへの応用は新しいものではないが、従来の圧電材料は移動距離や可動域が制限される傾向にあり、特定の動作を実現するには、ギアボックスのようなシステムと組み合わせて使用する必要があった。一方、圧電ロボットを3Dプリントすることで、曲げ、回転、伸縮を正確に行う複雑な構造を、外部の伝達システムなしで高精度に設計することが可能になる。

UCLAの研究者等は、最終的にこの3Dプリント方法が、自己操縦式内視鏡や身体の特定の部位に薬剤を送達できる超小型ロボットなど、新しいバイオメディカルロボットの設計に応用されることを想定している。


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