2015年グローバル先進製造技術レビュー：3Dプリンティングと製造技術が急速に発展

アメリカ合衆国

3D プリント技術は大きな進歩を遂げ、光電子製造技術は飛躍的な進歩を遂げ、新しいフレキシブル薄膜ディスプレイなどの他の製造技術も成功を収めました。

2015年、3Dプリント技術は急速に発展し、印刷される製品は多様化しました。

印刷技術：シリコンバレーの革新的な企業は、液体メディアのオブジェクトを融合させて、3D印刷速度を25〜100回増加させるだけでなく、環境式を使用して環境を使用している環境を使用している環境を使用しているため、3D印刷速度を構築することができます。繊維は、「バイオリンク」にグラフェンを追加することにより、人工神経組織を印刷する小さなデバイスを開発しました。一度に材料があり、学校は3D印刷技術を使用して、より広く使用されているガラスを作成します。

印刷製品に関しては、米国FDAが初めて、アプレシア・ファーマシューティカルズが3Dプリント技術を使っててんかん薬（SPRITAM）を製造することを承認しました。これは、個人に合わせたカスタマイズされた医薬品に向けた重要な一歩です。ゼネラル・エレクトリックは、点火して稼働できる小型ジェットエンジンを3Dプリントしました。長さ30センチ、高さ20センチで、オイルテスト中、速度は毎分33,000回転に達します。ヘレン・デボス小児病院は、初めて2つの一般的な画像技術（CTと3D経食道心エコー検査）を組み合わせて、より正確な3D心臓モデルの印刷に成功しました。カリフォルニア大学サンディエゴ校は、新しい3Dプリント技術を使用して、液体の中で泳ぐことができ、さまざまな用途に使用できるマイクロロボットを開発しました。機械工学の学生は、3Dプリント技術を使用して、世界初の自動装填可能な3Dプリントリボルバーの設計と製造に成功しました。

オプトエレクトロニック製造技術の観点から：アメリカの科学者は、これまでに最も薄いタングステンベースの半導体（厚さ3つの原子のみ）を「ゲイン材料」として使用して、イリノイ大学を作成して、3Dホログラフィングラフィーを組み合わせたイリノイ大学の科学技術を作成しました。 - スタンフォード大学は、エネルギーギャップを備えた半導体を「描く」ための半導体の基礎を築くために、初めてのジスルフィドの結晶格子を初めて伸ばしました。 IPは、半導体産業のボトルネックを突破しました。

さらに、アメリカの科学者たちは、世界初のフルカラーのフレキシブル薄膜反射型ディスプレイも開発しました。これは、外部から加えられた電圧によって自らの色を変え、光源を必要としません。代わりに、周囲の環境光を反射して使用します。ボーイングが2012年に提案した航空機用レーザー駆動推進システムの特許は、2015年7月に承認されました。この技術は、放射性燃料に高エネルギーレーザーを点火したり、ロケット、ミサイル、宇宙船の推進に使用したりできます。

イギリス

ドローンは 3D プリントされ、自己進化型ロボットシステムが発明され、3D プリントされた部品で作られたエアバスエンジンがテスト飛行に成功しました。

7月、英国海軍は3Dプリント技術を使用して製造されたドローン（Sulsa）をHMS Merseyでテストしました。ドローンは長さ3メートルのカタパルトを使って空中に打ち上げられ、予定の飛行ルートに沿って5分間飛行した後、安全に着陸した。スルサは翼幅が1.5メートルで、プロペラ駆動式です。4つの主要部品は3Dプリンターで作られています。

8月、ケンブリッジ大学とスイスの科学者らが共同で、自ら進化し、継続的に性能を向上させることができるロボットシステムを開発した。最終的な目標は、将来的に自動車や農業分野で使用できる、周囲環境に適応できるロボットを開発することです。同月、ロボット技術における中核的な学術・科学研究資源の計画を調整し、大学、研究機関、企業間の協力を促進し、最先端技術の実用化を加速することを目的とした「英国ロボット・自律システムネットワーク」が設立された。また、英国政府は、ロボット技術の研究開発に様々な形で取り組む中小企業への財政的・政策的支援を強化し、ロボット技術に関する学術研究センター、人材育成センター、開発施設の設立に資金を提供するとも表明した。

10月、英国企業メディシーブは、マラリアに感染した細胞の90％を4時間以内に除去できる3Dプリント磁気血液フィルターを開発し、「革命的なマラリア治療装置」として称賛された。

10月、エディンバラのヘリオット・ワット大学は3D幹細胞印刷の分野で新たな進歩を遂げた。この成果は、医師が患者自身の特性に基づいてカスタマイズされた投薬計画を提供するのに役立つ可能性があり、医療動物実験の需要の削減にもつながるだろう。

11月、ロールス・ロイス社のエンジン専門家チームは、3Dプリント部品を使用して製造された最新の超強力なエアバスエンジン、トレントXWB-97の初の飛行試験を無事に完了した。

フランス

社会人工知能とロボットの組み合わせは新たな発展段階に入り、3Dプリント技術は飛躍的に進歩し、ヨーロッパ初の3D宇宙プリンターが誕生しました。

先進的な製造技術は、フランスが2015年に提唱した「未来の産業」戦略の中核的な内容です。フランスは現在、ロボット、人工知能、3Dプリントなどのインテリジェント製造技術の開発に取り組んでいます。

フランスの企業アリー・ド・バラン・ロボティクスが製造したロボット「ペッパー」は、顔の表情や言語、体の姿勢から感情を認識し、適切な反応を示すことができる。これは、社会的な人工知能とロボットの組み合わせが新たな発展段階に入ったことを示しています。

フランスのロレアルグループは、シカゴのバイオプリンティング新興企業オルガノボと共同で、製品の毒素や有効性の試験に使用できる呼吸する3Dプリント生体皮膚を開発すると発表した。

フランスのパリ第6大学は、損傷しても自己修復できる小型ロボットを開発した。将来的には、過酷な環境でも活動できる災害救助ロボットの製造に活用される可能性がある。

フランスのタレス・アレニア・スペース社が建造中の通信衛星2機には、ヨーロッパ最大の3Dプリント宇宙船部品のコレクションが使用されている。テレメトリおよびコマンドアンテナ支持構造はアルミニウム合金製で、寸法は約 45 cm × 40 cm × 21 cm です。これは、「粉末床積層造形」プロセスとヨーロッパ最大のレーザービーム溶融装置を使用して製造されています。また、フランスとイタリアが共同開発した「ポータブル・エアボーン3Dプリンター（POP3D）」が12月6日に運搬宇宙船によって国際宇宙ステーションに送られた。これもヨーロッパ発の初の宇宙用3Dプリンターとなる。

ドイツ

新たなインダストリー4.0協力プラットフォームを確立し、新世代ロボットを開発し、人工血管を3Dプリントします。

2015年、ドイツ連邦教育研究省は中小企業の「インダストリー4.0」プロジェクトへの参加を強力に支援しました。同省は2,500万ユーロを投資して、新しいインダストリー4.0協力プラットフォームの設立を支援しました。このプラットフォームは、複数の業界団体が主導する形から、政府、業界団体、研究機関、社会が複数のレベルで共同で参加する形へと移行し、「インダストリー4.0」戦略の実施を強化しました。

ドイツのマックスプランク知能システム研究所は、「アポロ」と「アテナ」という2つの新世代ロボットを開発しました。これらのロボットは、周囲の環境をスキャンするために頭部にカメラとセンサーを搭載しており、非常に素早く反応し、1ミリ秒ごとに反応します。人間のように自己学習し、環境に自己適応する能力を持ち、将来的には多くの複雑な環境において人間の作業を代替することができます。

ドイツのフラウンホーファー研究所は、3Dプリント技術を使って人工血管を製造することに成功した。同研究所は、インクジェット印刷とステレオリソグラフィーを組み合わせた方法を用いて、わずか20ミクロンの厚さの多孔質で多分岐の人工血管を印刷するという重要な技術を解決した。この技術革新は、皮膚の傷の治癒、人工皮膚の再建、人工臓器などの医療分野で広く利用されることが期待されています。

ロシア

ロボット産業は注目を集め、大きな進歩を遂げており、航空産業部品の3D製造技術が開発されました。

ロシア沿海地方のロボット産業クラスターには、テティス・グループ、海洋機器コンツェルン、海洋水中兵器・油圧機器コンツェルンなど20社以上のロシア企業が集まっており、100を超える生産・科学研究ユニットによって支えられています。新たに開発されたKalvesin-1Rロボットは、水深6,000メートルまで潜水でき、北極海底の低温環境でも作業できる。

ロシアのユナイテッド・インストゥルメント・マニュファクチャリング・コーポレーションは、積載量2トン、独自の制御システムと寸法を備えたURP-01G汎用戦闘ロボットプラットフォームを開発している。このプラットフォームはモジュール設計になっており、これに基づいて戦闘偵察、警備パトロール、地雷除去、放射線および化学偵察、消火活動などに使用できるさまざまなロボットを製造できます。

ロシアのサマーラ国立航空宇宙大学の科学者らは、研究室で航空産業部品の3D製造技術を開発した。彼らは金属粉末を特殊な3Dプリンターで「焼き付け」て対応する部品を製造し、この技術を使ってタービンや燃焼室など航空機の主要部品を製造することに成功した。

カナダ

次世代汎用バイオセンサー技術を構築し、新しいグラフェンセンサーを開発し、3D プリント装置が国際デザイン賞を受賞。

カナダは1月に、生化学のプロセスをより観察しやすい色の変化に変換できる次世代バイオセンサーを構築するための一般的な技術を開発しました。この新しいツールは、科学者が基本的な細胞生物学のメカニズムから精神疾患の根本原因に至るまでの問題を解決し、新しい治療法を開発するのに役立つ可能性があります。

6月、カナダの研究者を含む国際チームが新しいタイプのグラフェンセンサーを開発した。このバイオセンサーはコレラ毒素の検出感度が非常に高いだけでなく、がんやその他の感染症の早期診断も可能になります。

11月、ウォータールー大学の卒業生がクラウドファンディングを利用して3Dプリンター装置を設計し、カナダ人として初めて2015年国際ジェームズ・ダイソンデザイン賞を受賞した。新しい装置「Voltera V-1」は、わずか2,000ドル未満で数分で試作品の回路基板を印刷できる。

日本

ロボットの人間化をさらに一歩進めた新しいタイプの会話型ロボットを開発し、3Dプリントされた人工骨格を製造・販売しました。

日本は製造業の大国ですが、市場が急速に拡大している人工知能やスマート製造などの分野では、その優位性が明らかではありません。 2015年に日本がこの分野で達成した成果のほとんどは改善と完成型のものであり、画期的な成果はほとんどありませんでした。

工業技術研究院と関連企業の研究者らは、ロボットが音楽のリズムに合わせて自動的に振り付けやダンスを行うことを可能にする新たなロボット認識システムを開発した。

大阪大学の研究者と関連製造企業が共同で、新しいタイプの社会的会話ロボットを開発した。ロボットは人間のように対象物と目を合わせ、相手のリズムに合わせて話しかけることができます。これにより、ロボットの擬人化がさらに一歩進みます。

NEXT21は欧州企業と提携し、EU諸国で3Dプリント人工骨の販売を開始した。このタイプの 3D プリント骨は安価であり、熱処理を必要としないため、患者自身の骨で早く治癒するという利点があります。

大阪大学、京都大学、国際電気通信研究所は、人間と自然にコミュニケーションできるヒューマノイドロボットを共同で開発した。このロボットは、人間の外見と非常に類似しており、音声認識能力も高いという利点がある。

韓国

ロボット産業への投資を増やし、精密製造ロボットの開発を発表したほか、がんを治療できるナノロボットや湿度の変化で動くマイクロロボットも開発した。韓国は2015年にロボット分野への投資を継続的に増やし、ロボット産業を利用して韓国のスマート製造業の活性化を推進しようとしました。

1月、韓国の全南国立大学の細菌ロボット研究所は、がんを治療できる世界初の「体内医師」、ナノロボットを開発した。このロボットは、生物学的バクテリアと薬物の微細構造の2つの部分で構成されており、大腸がん、乳がん、胃がん、肝臓がんなどの一般的ながんを診断し、治療することができます。

韓国政府は10月、国内製造業を支援するため、サムスン電子と精密製造ロボットを共同開発すると発表した。これらのロボットは、携帯電話や家電製品など、高精度が求められる製品の生産に活用される予定だ。

11月、韓国のソウル国立大学は、植物のゆっくりとした動きにヒントを得て、湿度の変化で駆動するバッテリー不要のマイクロロボットを開発した。このロボットは、傷口の消毒、皮膚のしわの除去、皮膚組織の新陳代謝の促進などの作業を実行できる。
出典：中国科学技術ネットワーク-科技日報

2015年グローバル先進製造技術レビュー：3Dプリンティングと製造技術が急速に発展

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