KAUST の研究者は、化学蒸気に反応して曲げたり伸ばしたり、複雑な作業を実行できる画期的な「クロー マシン」を開発しました。ソフト ロボットのこの画期的な進歩は、医療機器、産業オートメーションなど、幅広い用途に応用できます。
サウジアラビアのキング・アブドラ科学技術大学（KAUST）の科学者らは、ソフトロボット工学の分野で大きな進歩を遂げ、化学蒸気にさらされても複雑な作業を実行できる小型の「クローマシン」を発表した。この最先端のイノベーションは、医療機器から産業オートメーションまで、さまざまな分野の進歩への道を開く可能性がある。
この 研究学術誌「Chem」に掲載されたこの論文では、さまざまな蒸気刺激に応じて柔軟に曲がったり伸びたりする新しいアクチュエータ設計が紹介されています。従来のアクチュエータは単一の動作に限定されていましたが、この革新的な複合フィルムは高価な追加材料を必要とせずにさまざまなタスクを実行できます。
「分子の相互作用に応じて曲げたり伸ばしたりすることができ、このサイズの範囲では非常に洗練されています」と、研究の責任著者でありKAUSTの化学教授であるニヴィーン・M・カシャブ氏は述べた。 ニュースリリース.
「私たちの研究結果が、さまざまな環境で正確かつ適応性のある動きができる先進的なソフトロボットシステムの開発に活用されることを期待しています」と彼女は付け加え、医療機器、産業オートメーション、温度、空気の質、湿度を測定するセンサーへの応用の可能性を指摘した。
実験中、KAUST チームは、さまざまな蒸気にさらされるとさまざまなタスクを実行できるクレーン マシンのユニークな能力を実証しました。アセトン蒸気にさらされると、このデバイスは赤い綿球をつかみ、箱の中に入れようと伸びました。エタノール蒸気にさらされると、このマシンは箱から綿球を取り出しました。
精密農業、深海探査、ウェアラブルデバイスなどの用途に好まれるソフトアクチュエータは、通常金属または硬質プラスチックで作られたリジッドアクチュエータに欠けている柔軟性を提供します。しかし、複数の種類の動作を実行できるアクチュエータを作成することが課題でした。既存のソリューションは、多くの場合、異なる材料の複雑で高価な組み合わせを必要とし、機械的な故障のリスクが高まります。
これに対処するため、カシャブ氏と同僚は、有機化合物の尿素を含む分子ケージが埋め込まれたポリマーマトリックスからアクチュエーターを開発しました。尿素は複数の水素結合を形成できるため、さまざまな蒸気に応じて材料をすばやく再構成でき、広範囲にわたるプログラム可能な動作が可能になります。
クレジット： Chem/Liu および Fang ら
「最も注目すべき発見は、ソフトアクチュエータが「湾曲、伸張、復元」を含む複雑な動きを実行するというユニークな作動動作であり、これはこれまで報告されていなかった」とカシャブ氏は付け加えた。
研究チームは、クローマシンのエネルギー密度と、パフォーマンスを向上させるためのエネルギー変換効率をさらに調査する予定です。さらに、電荷を生成する材料をアクチュエータと統合して、柔軟で着用可能な電子デバイスを開発することを目指しています。
この研究は、材料科学とソフトロボティクスにおける継続的なイノベーションの重要性を強調し、需要の高い多くの分野で有望な実用性を提供します。KAUST の資金提供を受けたこの研究は、現実世界での応用に向けた先駆的な研究に対する同機関の取り組みを強調しています。