工学：形状モーフィングマイクロマシンのナノ磁気エンコーディング

形態変換を通して複雑なタスクを実行できる形状モーフィングシステムは、低侵襲医療、ソフトロボティクス、アクティブメタマテリアル、スマートサーフェスの分野における将来の応用に向けて大いに注目されている。現行の作製法では、形状モーフィングの配置は、例えば不均一材料の空間分布によって構造設計へ埋め込まれており、いったん作製したら変更できない。そのため、そうしたシステムの変形は、幾何学構造によってあらかじめ決められた1種類に限られている。今回我々は、連結したパネル上の単一磁区ナノ磁石アレイの磁気配置をプログラムすることによって、複数の形状モーフィング命令をマイクロマシンにエンコードする戦略を開発した。このプログラミングは、適切に調節したスイッチング磁場を用いてナノ磁石に特定の順序の磁場を印加することで実現され、その結果、印加した磁場の下で、マイクロマシンが要求に合わせた特定の形状に変形する。我々は、この概念を使って、アルファベット文字に変形するようプログラムできるモジュラーユニットの集合体を作るとともに、「羽ばたき」「ホバリング」「旋回」「横滑り」などの複雑な挙動が可能なマイクロスケールの「鳥」を構築した。これによって、in situで再構成とリプログラミングが可能で、複雑な状況に適応できる、将来のインテリジェントマイクロシステムを作製する道筋が確立される。

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