新研究：携帯型エンジンが人工筋肉を搭載した補助装置を強化

Tokyoノースカロライナ州立大学の科学者たちは、ソフトロボット向けの軽量の流体エンジンを開発しました。これらのロボットは人の動きを助けることができ、筋肉のように機能するように設計されています。この新しいエンジンの特長は、外部電源を必要としないため、補助装置としてより実用的であることです。

新型エンジンは大きな空気圧縮機を必要としないため、より便利です。旧型エンジンがあまり大きな力を発揮できなかったのに対し、このエンジンは最大580ニュートンの力を生成することができます。

このデバイスはワイヤレスで簡単に使用でき、強力な力を出すことができるうえに軽量です。

エンジンはオイルをチャンバーに出し入れし、それによってソフトロボットが動く仕組みになっています。バッテリーは強力なモーターを駆動させ、このモーターがポンプを動かし、大きな圧力を生み出すことができます。

研究者たちは、このエンジンの強度や電力を流体パワーに変換する効率をテストしました。ノースカロライナ州立大学の博士研究員であるアントニオ・ディ・ラッロは、このエンジンが軽量でありながら頑丈であると述べました。また、以前の携帯型のエンジンよりも効率が高いことが確認されています。

論文「Untethered Fluidic Engine for High-Force Soft Wearable Robots」に関する研究が、Advanced Intelligent Systems誌に発表されました。この論文の著者は、NC州立大学の機械・航空宇宙工学の准教授であるHao Su氏、同大学の元ポスドクのShuangyue Yu氏、同大学の准教授であるJie Yin氏、サンディア国立研究所のJonathon Slightam氏、そしてカリフォルニア大学バークレー校のGrace Gu氏です。

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このプロジェクトは様々な機関からの支援を受けました。それらは、アメリカ国立科学財団（助成金番号2026622および1944655）、国立障害者独立生活リハビリテーション研究所（助成金番号90DPGE0011）、そしてAmazon Roboticsです。

流体エンジンを用いたソフトロボットは、硬いロボットとは異なり、筋肉のように動くことができます。これにより、装着型支援デバイスとして有用です。これらのロボットが手足の動きを助けることができると、Hao Suは指摘しています。

新しい流体エンジンは大きく進化しています。接続されずに働き、エネルギー効率が優れています。このため、ウェアラブルロボットに最適です。

新しいエンジンは、パワフルでありながら軽量で移動が簡単です。これは珍しい特徴です。そのため、とても便利です。オイルと強力なモーターを使用して、大型の固定システムと同様に機能します。

この進歩により、補助装置の新たな可能性が広がります。移動に困難を感じている人々に対して、より優れた実用的なサポートが提供される可能性があります。研究者や技術者は、柔らかい装着型ロボットをさらに使いやすく改良することができます。