Research press release





今回、Robert Shepherdたちの研究グループは、ロボットに使用した作動流体が、力を伝達するだけでなく、エネルギーの貯蔵にも使える可能性があることを見いだした。Shepherdたちは、液体電解質が充填されたヨウ化亜鉛フロー電池を相互に接続して人工血管系を作製し、ミノカサゴから着想したロボット魚に埋め込んだ。この液体は、このロボットの体内を循環し、電気化学反応によって、ロボットに搭載されたポンプや電子機器に電力を供給する。同時に、液体の循環によって、機械的作用をひれに伝達し、ロボットが水中を泳ぐことを可能にした。検証実験で、このロボットは、長時間(理論上の最大動作時間は36時間以上)にわたって毎分体長の1.5倍のスピードで流れに逆らって泳ぐことができた。

A synthetic circulatory system consisting of a hydraulic liquid that mechanically drives and electrically powers a soft robotic lionfish is demonstrated in a Nature paper this week. In tests of the system, the robot was able to swim against a current and could fan its pectoral fins. The findings could lead to improved energy storage, efficiency and autonomy in future robot designs.

Robots are typically composed of isolated systems required for specific tasks. For example, a material may function solely as the battery, but this means that scaling up the system requires additional battery packs, which increases weight, and modifications may be required to maintain the performance of the robot. One solution to this issue is to use batteries that serve multiple functions.

Robert Shepherd and colleagues identified hydraulic fluids used in robots for force transmission as also having the potential for energy storage. The authors created a synthetic vascular system, embedded in a lionfish-inspired robotic fish, made of interconnected zinc iodide flow-cell batteries that contain a liquid electrolyte. The liquid is circulated around the robot, powering the onboard pumps and electronics through electrochemical reactions. Simultaneously, the pumping of the liquid transmitted mechanical work to the fins, allowing the robot to swim. In tests, the robot was able to swim for long durations (with a maximum theoretical operating time of over 36 hours) and at a speed of more than 1.5 body lengths per minute against a current.

doi: 10.1038/s41586-019-1313-1

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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