高精度 3D プリントによるワイヤレスモジュラーロボットの製造

出典: PuSL High Precision

ロボット工学の分野では、多機能かつ適応性の高いシステムの開発が研究の原動力となっています。従来のロボットシステムは固定された構造によって制限されており、動的な環境に適応する能力が大幅に弱まっています。ロボットが実際のニーズに応じて形状や機能を柔軟に調整できるとしたら、さまざまな環境での応用の可能性は非常に広がるでしょう。

アヌルダ・バッタチャルジーさんは、サザンメソジスト大学の BAST ラボで機械工学の博士号取得を目指しながら、モジュール式ロボットキューブを開発しました。ロボットキューブには磁気コネクタと内蔵磁石が装備されており、互いに接続してさまざまな形状を形成することができます。外部磁気コントローラの助けを借りて、これらのモジュール式ロボットキューブはワイヤレスで制御でき、ミクロンスケールの再構成可能なロボットシステムの新たな可能性を切り開きます。

モジュラーロボットの設計Bhattacharjee 博士は、まず機能的なモジュラーキューブを設計および製造し、次にキューブの表面に磁石を埋め込んで、外部の電磁コントローラで操作できるようにする必要がありました。立方体には 2 mm の辺と、磁石を埋め込むための 300 μm の穴が 10 個あります。キューブを適切に機能させるには、磁石を埋め込むためにキューブの表面に微細な穴を精密に開ける必要がありました。研究チームは、超高精度3Dプリント技術である投影マイクロステレオリソグラフィー（PμSL）を使用して、精密な微細孔を持つ立方体を作成しました。

△3Dプリントモジュールキューブ
ワイヤレスコントロールキューブ<br /> 機能的なモジュール式キューブが完成すると、磁石が埋め込まれ、電磁気 3 軸ヘルムホルツコイルデバイスに配置され、自律的な組み立て、オンデマンドの分解、再構成が可能になるかどうかのテストが行われます。モジュール式ロボットがうまく自己組み立てできるかどうかの鍵は、個々のキューブの正確な動きにあります。この精度はキューブ製造の職人技に直接依存しますが、市場に出回っているほとんどの 3D プリンターでは必要な精度と正確さを達成できません。最終的に、バッタチャルジー博士は BMF nanoArch® S140 の使用を選択しました。これにより、チームは正確な寸法の立方体を迅速に製造できるようになり、ロボットの自己組み立てに強固な基盤が構築されました。

わずか 2 週間で、3D プリントされたサンプルを受け取りました。 nanoArch® S140 は優れた精度を備えており、設計図に従って必要な寸法を正確に実現します。 BFM Precision チームの効率的なコミュニケーションにより、研究プロセスを加速し、期待を上回る結果を達成することができました。効果的なコミュニケーション、時間通りの納品、迅速な対応は、長期パートナーとしての BFM Precision の信頼性とプロフェッショナリズムを証明しています。したがって、私たちはBMF Precisionを信頼できるパートナーとして自信を持ってお勧めします。

—アヌルダ・バッタチャルジー博士、サザンメソジスト大学 BAST 研究所

△ 3Dプリントされた立方体から組み立てられたモジュラーロボット

将来を見据えて<br /> 再構成可能なモジュール式ロボットは、外部の磁気コントローラによってワイヤレスで操作でき、コマンドに応じて自動的に組み立てたり分解したりできます。投影型マイクロステレオリソグラフィー (PμSL) と生体適合性材料を使用して製造された小さな立方体が利用可能になったことで、外科用ツールや生物医学的用途における磁気モジュール式ロボットの応用に新たな可能性が開かれました。