古典的おもちゃに着想を得た適応型メタマテリアルを開発、ロボットや宇宙技術に応用可能

TokyoUCLAの技術者たちは、内蔵されたコードのテンションを調整することで形状や硬さを変えられる新しい素材を開発しました。この革新的な素材は、特にソフトロボティクスや宇宙工学で多くの用途が期待されています。

UCLAのチームは、コードの引張り原理に基づいて新しい素材を開発しました。この素材は、先端がとがったビーズで構成されており、それらは互いに噛み合い、モーターで操作できるコードまたは自動で締まるコードで通されています。コードを締めるとビーズのチェーンが硬くなり、コードを緩めると再び柔軟になります。

この素材は多くの用途があります：

• ソフトロボティクス
• 再構築可能な構造物
• 宇宙工学
• 自己組み立て式シェルター
• コンパクトな衝撃吸収装置

ジャーナル「Materials Horizons」に掲載された研究によると、この新しい軽量素材は何度も変形して再利用できることが示されています。この素材は、繰り返し動く必要がある装置に適しています。また、折りたたんでコンパクトにすることができるため、輸送や保管が容易です。使用時には素材が硬くなり、減衰能力が50%向上します。

この新しい技術はソフトロボットにとって大きな進展です。この技術により、ロボットは四肢の硬さを調整して異なる表面を移動しながら、その形状を維持することができます。この改良により、ロボットは多様な環境でより柔軟に対応できるようになりました。

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調整可能な剛性は、宇宙ミッションにおいてより効率的な構造を可能にします。現在の宇宙居住施設はしばしば嵩張り、頑丈です。この新しい素材により、コンパクトで軽量かつ容易に展開可能な構造を作り出すことができます。これにより、宇宙での輸送と組み立てが大いに助けられるでしょう。

その素材は、より優れた自動車の製造に役立つ可能性があります。道路の状況に応じて変化するショックアブソーバーを装備した車両は、より快適な乗り心地を提供し、耐久性を向上させるでしょう。この調整可能な減衰機能により、粗い道路でも安全性が高まることが期待されます。

ロボットのスマートデザインの未来に期待しています。剛性や減衰を調整することで、ロボットが人間のように動くことが可能になるかもしれません。これにより、慎重な取り扱いや素早い調整が必要な作業で大いに役立つでしょう。

将来の研究では、異なる形状やサイズのビーズを使用して材料の特性を変えることが考えられます。この柔軟性により、メタマテリアルは様々な特定の目的に合わせて調整でき、その応用範囲が広がります。

この新しい素材は、伝統的なおもちゃの原理を応用しており、さまざまな分野で可能性を示しています。