機械工学：自律型完全ソフトロボットのための設計と製造を一体化した戦略

ソフトロボットには、硬質材料で構成される従来のロボットでは実現不可能とは言えないまでも実現困難な多くの特質がある。しかし、最近の進歩にもかかわらず、ソフトロボットは依然として硬いロボット制御システムや電源につながれなければならない。ソフトロボットの可能性を十分に実現するには、こうした重要な構成要素に類似したソフトな構成要素を含む、完全にソフトなロボットを創造する新しい戦略が必要である。今回我々は、軟質材料だけからなるロボットを外部とつながずに動作させたことを報告する。このロボットは、搭載された単一推進燃料の供給流量を自律的に調節し、ひいてはその触媒分解を調節するマイクロ流体論理回路によって制御される。ロボットは、燃料の分解によって生成されたガスが反応部位の下流にある流体ネットワークを膨らませることで動く。ロボット本体は鋳型成形を用いて、マイクロ流体論理回路はソフトリソグラフィー法を用いて作製され、ロボットを動かすのに必要な空気圧式アクチュエーターネットワーク、搭載燃料タンク、触媒反応チャンバーは、埋め込み式多材料3D印刷技術によって本体内部にパターンが形成されている。機能に必要な流体構造や弾性構造のスケールは、微視的スケールから巨視的スケールまで数桁に及んでいる。設計と迅速な製作を一体化した今回の手法によって、この構造内部での複数材料のプログラム可能な組み立てが可能になり、自律型完全ソフトロボットの基礎が築かれた。

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