3Dプリントされたインクと紙で作られたロボットは、電気で人工ミモザを折ることができる

3Dプリントされたインクと紙で作られたロボットは、電気で人工ミモザを折ることができる
数か月前、カーネギーメロン大学の研究チームが 3D プリント技術を使用して、一連の自動折り畳み式 3D オブジェクトを作成しました。 2018年8月24日、Antarctic Bearは海外メディアから、この技術の研究者が導電性の3Dプリント材料と紙で作られた紙製ロボットを発売したことを知りました。ロボットに電流を流すと、紙を折りたたんだり広げたりすることができます。

これを流行りの言葉で表現すると「4Dプリンティング」になります。

△紙と3Dプリントで作られたロボットグリッパー(出典:カーネギーメロン大学)


「私たちはこの非常に古い素材を再発明し、紙を芸術的かつ実用的な機能を備えた別の媒体に変えています」と、ヒューマン・コンピュータ・インタラクション研究所(HCII)の助教授で、モーファブレット研究所所長のリニング・ヤオ氏は語った。
その秘訣は、形状記憶特性を示す熱可塑性プラスチックであるポリ乳酸という 3D プリント材料です。導電性グラフェンと組み合わせて3Dプリントの「インク」を作ります。
紙製ロボットを作成するために、研究者らは FDM 3D プリンターを使用し、普通の紙の上に 0.5 mm 厚の導電性インクの層を 3D プリントしました。その後、160度のオーブンで加熱します。オーブンから取り出したら、紙を希望の形に曲げたり折ったりして冷まします。これが紙のデフォルトの形になります。次に、ワイヤーをアクチュエータに接続し、電流を使用してアクチュエータを加熱し、熱可塑性プラスチックを膨張させて紙をまっすぐにします。電流が除去されると、紙は自動的にデフォルトの形状に戻ります。

「ほとんどのロボットは、たとえ紙で作られたものであっても、外部モーターを必要とする」と研究者のGuanyun Wang氏は言う。 「私たちはロボット工学だけでなく、インタラクティブアート、エンターテインメント、家庭用アプリケーションでも新たな機会を創出しています。」

△カーネギーメロン大学の普通の紙で作られた人工ミモザ。葉は人間の触れ方に反応します。画像提供: カーネギーメロン大学
芸術的可能性を示すため、6月に中国杭州の浙江大学で行われたワークショップでは、50人以上の学生が紙を駆使した技術を使って、ゴッホの「星月夜」など有名な芸術作品の解釈を含む美しいポップアップブックを作成した。

ヤオ氏は、研究者らは印刷速度や熱可塑性ラインの幅を変えて、異なる折り曲げ効果や曲げ効果を実現することで手法を改良していると語った。また、紙アクチュエータを制御できるタッチセンサー、指スライドセンサー、曲げ角度検出器を印刷する方法も開発したと伝えられている。

ヤオ氏と彼女のチームは、より熱伝導性の高い紙を使用し、アクチュエータで使用するためのカスタムプリントフィラメントを開発することで、作動を高速化したいと考えています。紙に使用されるのと同じ動作は、プラスチックや布地にも使用できます。


出典: 3ders


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