メーカーB9Creations3Dがバイオニックタコ吸盤の開発に協力

2023年5月、Antarctic Bearは、米国サウスダコタ州に拠点を置く樹脂3DプリンターメーカーのB9Creationsが、タコの触手を模倣した3Dプリントの粘着性皮膚を開発したことを知りました。

△B9Creationsのロゴ。

B9クリエーションズ
B9Creations は、再現性、信頼性、使いやすさにおいて新たな業界標準を確立する、クラス最高の 3D プリントハードウェア、ソフトウェア、アクセサリ、材料、カスタマイズ可能なソリューションを提供します。デジタル製造テクノロジーの世界的なプロバイダーとして、B9Creations は生産、スピード、価値において業界のリーダーとなっています。同社は現在、付加製造市場のリーダーであり、医療、航空宇宙および防衛、試作および製造、教育および研究、高級品製造などの高精度アプリケーションにサービスを提供しています。 B9Creations は、Johnson & Johnson、Hasbro、Stuller、Inc.、Medtronic、Procter & Gamble などの顧客にサービスを提供しており、世界約 70 か国に認定販売代理店を擁しています。

B9Creationsは、この画期的な3Dプリントバイオニック構造は、付加製造技術が複雑な人間の課題に対応できることを示しており、複数の分野で大きな可能性を秘めていると述べた。プリントされたタコの触手は粘着力を調整でき、感知と制御を組み合わせることができる。 3D プリントされた粘着性皮膚は、タコやその他の頭足動物の触覚と制御特性を備え、強力で可逆的な水中接着力を備えています。この新たな開発は、水中接着剤、医療機器、水中建設、海洋探査、ダイビングや水泳の装備、防衛など、多くの高度な用途に役立つ可能性があります。

タコをモチーフにした3Dプリント皮膚

3D プリンティングバイオニクスの分野に関する研究は数多く行われていますが、現在の接着剤ベースのマニピュレーターは、一般的に感知機能と制御機能が欠けています。研究者は、かさばる光学式および音響式の近接センサーを使用することが多いです。これらのセンサーはサイズが大きいため、合成接着剤に統合することが難しく、操作機能と把持機能も限られています。

上記の問題に対処するために、B9 Creations は切り替え可能な接着コンポーネントと統合されたセンサーシステムを組み合わせ、自動接着の起動と解除のための処理および制御メカニズムも導入しています。この緊密に統合されたシステムにより、複数の結合要素をインテリジェントに制御できるようになり、乾燥した環境でも湿った環境でも巧みに操作できるようになります。

△ タコの触手からヒントを得て、この新しい粘着性皮膚技術が生まれました。写真提供：B9Creations。

研究チームはタコの吸盤からヒントを得て、物体を検知し数ミリ秒以内に自動的に接着反応を起こすことができる新しい生体神経系を開発した。科学者たちは、この 3D プリントされた粘着性皮膚をウェアラブルハンドグリッパーに適用することで、水中環境で物体を操作する新しい方法を生み出しました。 B9Creations 3D プリンターで製造された金型を使用して作られたこの接着要素には、物体検出用のマイクロ LiDAR 光学センサーも追加されており、急速に切り替え可能な接着剤と組み合わせることで、リアルタイムの物体操作が可能になります。

●この手袋は水泳選手やダイバーに優れたグリップ力を提供すると言われており、ウェットスーツや水泳帽などの他のバイオニックウェアラブルも抵抗を減らしてユーザーがより効率的に水中を移動できるように開発される可能性がある。

●医療分野の他の分野では、B9Creations 社は、このタコにヒントを得た皮膚の特性を利用して、臓器や組織に接着できる医療用接着剤を製造できる可能性があると述べています。

●パイプラインや洋上風力発電設備の設置工事など、水中工事への活用も期待されています。この新技術により、水中ロボットのグリップも強化され、サンプルの収集や深海の生息地の探索時の機動性と器用さが向上する可能性がある。

●防衛産業では、この新しい水中接着剤は、船や潜水艦の側面にしっかりと接着できるロボットや機器の製造に使用できる可能性があります。さらに、この技術は機密機器やインフラストラクチャ用の改ざん防止デバイスの作成にも使用できます。

△B9Creationコアシリーズ研究室ワークフロー。写真提供：B9Creations。

付加製造におけるバイオニクス
3D プリンティングはすでにバイオニクスの分野で大きな成果を上げています。

●2022年、国際的な研究チームがシャコから保護する方法を発見し、損傷に強いセラミック複合材を生産しました。デジタルライトプロセッシング (DLP) 3D プリントを使用して、純粋なセラミックよりも 213% 強度の高い複雑なセラミック複合構造を製造しました。さらに研究者らは、これらの生体模倣構造により剛性が 116 倍に増加し、従来の技術では製造不可能な複雑な形状を実現できることを発見しました。

●2021年には、フライブルク大学とシュトゥットガルト大学の研究者らが、患者の解剖学的構造に自動的に適応できるウェアラブル医療機器を4Dプリントする方法を開発した。このプロセスを開発するにあたり、研究者らは空中ジャガイモ植物（Dioscorea bulbifera）の繁殖メカニズムからヒントを得た。この方法を使用して、科学者たちは自己締め付け整形外科用手首添え木を 4D プリントすることに成功しました。

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