軽量な流体エンジンが外部電源不要のアシストデバイス用ソフトロボットを強化

Tokyo科学者たちは、人々の動きを助けるためのソフトロボットを駆動する、軽量な流体エンジンを開発しました。このエンジンは外部電源に接続することなく、大きな力を生み出すことができます。流体エンジンを用いたロボットは筋肉のように機能し、移動支援デバイスとして有用です。

ほとんどの流体エンジンは、大型の空気圧縮機などの外部電源に接続する必要があり、その利用が制限されます。以前の自立型流体エンジンはあまり力を発生できず、あまり役に立ちませんでした。研究者たちはこの2つの問題を解決しました。新しい流体エンジンは外部電源に接続せずに動作し、それでも最大580ニュートンの力を生み出すことができます。

エンジンは、オイルをソフトロボットの室内に移動させたり出したりすることで作動します。これによって、ソフトロボットは筋肉のように動き、収縮と弛緩を繰り返します。バッテリー駆動のモーターがポンプを動かし、高圧を生み出します。この圧力により、人工筋肉は強い力を発揮します。

研究者たちは、新しいエンジンの試験を行い、どれだけの力を生み出せるか、電力を流体力にどれほど効率よく変換できるかを調査しました。その結果、このエンジンはコンパクトなサイズと軽量さに比して、非常に大きな力を発揮し、他の同様のエンジンと比べて非常に効率的であることが判明しました。

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この研究の主要な著者は以下の通りです：

• ノースカロライナ州立大学の機械・航空宇宙工学准教授であるハオ・スー
• 同大学のポスドク研究員であるアントニオ・ディ・ラロ
• 同大学の元ポスドク研究員であるシュアンユエ・ユー
• ノースカロライナ州立大学の機械・航空宇宙工学准教授であるジエ・イン
• サンディア国立研究所のジョナサン・スライトム
• カリフォルニア大学バークレー校のグレース・グー

研究「高力ソフトウェアラブルロボットのための無縛流体エンジン」は、ジャーナルAdvanced Intelligent Systemsに発表されました。この研究は、米国国立科学財団の助成金2026622と1944655によって支援されました。さらに、国立障害者リハビリテーション研究所が助成金90DPGE0011を提供し、Amazon Roboticsからの資金提供も受けました。

研究者たちは、ソフトロボットが手足の動きを助ける装置での利用を強調しています。これらのロボットは筋肉の働きを模倣して機動性を向上させます。新しい流体エンジンはケーブルに接続されずに動作でき、多くの力を発生させることができるため、この分野での進展を示しています。

その発展は将来の支援技術にとって前途有望です。過去の課題を解決することで、流体エンジンはより効果的で役立つソフトロボットの解決策につながる可能性があります。