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工学:複数のモードで移動運動する小型ソフトロボット

Nature 554, 7690 doi: 10.1038/nature25443

閉鎖空間に非侵襲的に入ることのできる小型(縦横高さ全てが数ミリメートルから数マイクロメートル)の無索(つながれていない)ロボットは、ロボティックアセンブリーによる組織足場の構築などのマイクロファクトリー、単一細胞操作やバイオセンシングなどの生物工学、標的化薬物送達や低侵襲手術などの医療に応用できる可能性がある。しかし、既存の小型ロボットは、非構造化環境において、障害物を乗り越えたり、表面形状や材料の変化に対応したりできないため、可動性が非常に限られている。こうした小型ロボットの中で、ソフトロボットは剛体ロボットよりも自由度が高いため、複数モードの移動運動を通して高い可動性を実現できる可能性が高い。今回我々は、液体中や液体表面を泳ぎ、液体メニスカスを登り、固体表面を転がったり歩いたりし、障害物を飛び越え、狭いトンネル内をはって進むことのできる、ミリメートルスケールの磁気弾性ソフトロボットを実証する。このロボットは、移動運動モードを切り替えられるだけでなく、さまざまな液体と固体形状の間を可逆的に移動できる。さらに、ピックアンドプレイス(つかんで配置する)作業やカーゴリリース(積荷放出)作業を行うこともできる。我々はまた、このロボットの運動機構を説明する理論モデルも示す。ロコモーションの研究に使用できる大型ロボットと同様に、今回の小型ソフトロボットを用いて、小型の軟体生物のロコモーションを研究できる可能性がある。

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