3D プリント合金の新たなブレークスルー!ソフトロボットやフレキシブル回路は、より柔らかい方向への発展が期待される

私たちはソフトロボットをたくさん見てきました。それらは産業用ロボットのようなもので、駆動可能なグリッパーのみが柔らかい素材で作られ、グリッパーの制御部分と荷重支持部分は依然として硬い金属と回路基板でできています。

ハーバード大学の柔軟なタコのように、全身が柔らかく、電気を使わずに動くロボットのようなものです。このタイプのロボットの登場は、ソフトロボットに新たな定義をもたらしたため、大きな反響を呼びました。

少し前にBOEのフレキシブルスクリーン生産ラインが公開されて以来、フレキシブルスクリーンは大人気になっています。風になびいて明るく光るディスプレイスクリーンは、SF映画に登場する巻き取り式コンピューターやウェアラブル携帯電話を思い浮かべる人も多いでしょう。

しかし、現実は人々が想像するよりもゆっくりと発展することが多いことを認めなければなりません。フレキシブルな携帯電話やソフトロボットの「より柔らかい」方向への開発を制限する現実的な条件の 1 つは、それらの回路を完全にフレキシブルにすることがまだ難しいことです。

しかし、フレキシブル回路には新たな解決策があるようだ。オレゴン州立大学工学部協働ロボット・知能システム研究所の研究チームは、新たな方法を用いて3Dプリント可能な金属合金を開発し、その論文をJournal of Advanced Materials Technology誌に発表した。

彼らは超音波を使ってニッケルナノ粒子を液体金属合金ガリンスタンの中に入れ、合金の物理的状態を変えて粘性のあるペースト状態にした。このペースト状の金属合金は、流動性と柔らかさを維持するだけでなく、さらに重要なことに、液体合金では 3D 高層印刷ができないという欠点を克服します。そして、2 層のプリント回路は互いに接触することなく織り合わされています。

研究チームによれば、ガリウム合金は毒性が低く、導電性に優れ、安価で「自己修復性」があり、破損した箇所を再び接着できるという。そのため、ガリウム合金はフレキシブル電子デバイスの導電材料として広く使用されています。しかし、これまでガリウム合金の使用は 2D プリントに限られていました。現在の 3D プリントガリウム合金技術は、フレキシブル技術の製造における液体金属の使用方法を完全に変えることができます。

そのため、このペースト状の合金は、3D プリント技術によって、これまで不可能と思われていたさまざまな形状に印刷することができます。軽く押すとすぐに潰れてしまうこともあります。

この金属合金の特性は、フレキシブル回路での使用可能性に貢献します。外部の力を利用して回路に断線を起こした場合、回路を圧迫することで通常の電力供給に戻すこともできます。

さらに、2 つのフレキシブル回路が完全に破損した場合でも、ドッキングするだけで回路に電力を供給することができます。しかし、この技術はまだ研究・開発段階にあり、実際に応用されるまでにはまだまだ長い道のりがあります。それで、将来がどうなるかを待ちましょう。

出典: ロボット講堂

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