ハーバードが人工筋肉材料を開発

熱に反応して変形する新素材、人工筋肉や能動フィルターへの応用に期待

ハーバード大学の研究チームは、ソフトロボットや人工筋肉材料への応用を目的に、温度変化で曲がり、ねじれ、伸び縮みするフィラメントを3Dプリント技術で開発した。

この素材は、象の鼻やタコの触手のように柔らかく動く構造を参考にしており、曲がる・ねじれる・縮むといった複雑な動きを再現できる点が特徴である。
今回の研究では、性質の異なる2種類の柔らかい材料を、3Dプリンターで1本のフィラメント内部に組み込み、温めると片側だけが縮むことで、全体が自然に曲がる仕組みだ。さらに、3Dプリント技術を使って内部構造を細かく制御することで、動きの方向や強さも設計できるようにした。

研究チームは、このフィラメントを組み合わせて、温度に応じて穴が開閉するフィルターや、複数の物体を同時につかんで移動できるグリッパーを実証。従来のソフトロボットでは、部品を組み立てたり、外部機構で動かしたりする必要があったが、この技術では「動き」そのものを材料の内部構造に組み込める点が大きな特徴である。
今回の研究は、3Dプリンターが「形を作る道具」から、「機能や動きを設計する道具」へ進化していることを示しており、将来的には、柔らかく安全に動くロボット、環境に応じて形を変える医療デバイス、流体や粒子を制御するスマートフィルターなどへの応用が期待される。