3Dプリンタの新たなロボット作成への活用

 

皆さんはもしかするとまだ耳にしたこががないかもしれません。 が、ロボティクスまたは同業界では、文字通り、新たな進化が起こりつつあります。 「ソフト・ロボティクス」として知られている、この新進の科学の目指すのは人類とロボットの間にある物理的な相違点を打開することです。

「人類」の挑戦

これまで、ロボットは固く、私たちのような柔らかな材質よりも堅牢な材質で作られてきました。 その結果、ロボットの外観は一般的に人類とは似ていないものとなりました。 西イングランド大学(ビストロル)のリサーチャーであるピーター・ウォルター氏とデイビッド・マックゴラン氏は、それを変革しようと取り組んでいます。

[caption id="attachment_9157" align="alignright" width="210" caption="ピーター・ウォルター氏とデイビッド・マックゴラン氏" frameborder="0" allowfullscreen>

3Dプリントを活用することにより、人類のようなアンドロイドが実現される日も近づく?

同大学のファインプリント・リサーチセンターにある3Dプリンティング研究所と共同で、彼らは蛸やクラゲなどの触手の動作や機能を詳細に再現した「人工筋肉」を作成しました。 この人工筋肉は、電流によって熱されると収縮する、形状記憶合金素材(バイオメタル)で作られています。 このバイオメタル製のワイヤーは、3Dプリントされた触手アームの内部に取り付けられており、シミュレーションすると様々な方向へ動くことができます。

なぜ、3Dプリンティングなのか?

3Dプリンティングを活用することで、シリコンモデルによるレプリカではこれまで再現できなかった、複雑形状や、バイオメタル・ワイヤーを埋め込むための中空形状を完璧に実現できるようになりました。 触手をダイレクトに3Dプリントすることで、リサーチャー達はモールディングの工程をなくすことができました。 デザイン確認や変更のプロセスをスピードアップすることができるだけでなく、モールディング・ツールの変更にかかっていた高額な費用をも削減することができるのです。

 

これらの写真に写っている触手は、オブジェットの3Dプリンタで作成されたものです – 世界で唯一、硬質とゴムライク両方の材料を使って単一のモデルを造形できるテクノロジーにより実現できるのです。 オブジェットの3Dプリントモデルは青色の部分です。 これらはObjet TangoPlus™ 透明ゴムライク材料で造形され、青色に染色されたものを使用しています。

次のステップ: 3Dプリントされたアンドロイド?

サイエンス・フィクション作家のアイザック・アシモヴ氏が、1941年に初めて「ロボティクス」という言葉を使用しました。 彼は私の大好きな著者のひとりであり、彼のロボットとその礎となる数々のストーリーは、ティーンネージャーだった私の想像力を魅了しました。 彼の小説の主要キャラクターのひとつである、「ダニール・オリバー」というヒューマノイド・ロボットは、人間性を守り、宇宙で銀河系帝国を建国するために尽力しました。 ダニールは、アシモヴ氏が「ワイヤーとスチール」と表現した人工皮膚に覆われた体は、詳細な部分までも人類のような外観をしていました。

3Dプリンティングとバイオメタルを活用した更なる進化により、おそらくそれほど遠くない将来、マルチマテリアル 3Dプリンティングを使用して作成されたアンドロイドを実際に眼にすることができるでしょう。 オブジェットのシステムを活用することで、設計者は硬質の3Dプリントした骨格と関節をシームレスに柔軟な3Dプリントした軟組織とを組合せるて作成し、そして、内部に複雑且つ正確に埋め込まれたバイオメタルの神経と腱によって動作させることができるようになります。

そして次は? ヒューマノイド・ロボットが宇宙へ飛び立ち、人類の移住のために火星を地球化するかも?

[caption id="attachment_9166" align="aligncenter" width="597" caption="マルチマテリアル(硬質およびゴムライク材料)で3Dプリントされた人体関節。 単一モデルとして作成、接着などはしていない。 作成: バージニア技術学校の生徒" frameborder="0" allowfullscreen>

バイオメタルとオブジェットの3Dプリントモデル(柔軟材料)を使って作成された機能触手パーツ

 

3Dプリントされた人体モデルについてのより詳しい情報は、IS&Tデジタル・ファブリケーション2011にて発表されたピーター・ウォルター氏およびデイビッド・マックゴラン氏の学術誌をご覧ください。

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