ブログ

Jul 30, 2023

WPIの研究者が検索用の3D印刷可能なロボットを開発

ウースター工科大学 (WPI) の研究者、マーカス・ネミッツ氏は、新しいクラスの低コストでカスタマイズ可能な 3D 印刷可能な製品の開発に対して、国立科学財団から 599,815 ドルのキャリア賞を受賞しました。

ウースター工科大学 (WPI) の研究者、マーカス・ネミッツ氏は、低コストでカスタマイズ可能な新しいクラスの 3D 印刷可能なソフト ロボットの開発に対して、国立科学財団から 599,815 ドルのキャリア賞を受賞しました。 これらのロボットは困難な環境を横断することができるため、最終的には捜索救助活動に使用されることが期待されています。

ソフトロボットは展性の高い素材で作られており、従来のロボットでは再現できない生体に似た柔軟な動きを可能にします。 このため、ソフト ロボットは、狭い空間を泳いだり、這ったり、登ったり、潜ったりする必要がある捜索救助任務に特に適しています。

ネミッツ氏の研究は、特定の災害状況に合わせて迅速に製造およびカスタマイズできる、統合された流体回路を備えた小型で柔軟な 3D プリント ロボットの開発に焦点を当てます。 このロボットは、2018年に洪水により12人の少年サッカー選手とそのコーチが閉じ込められたタイのタムルアン洞窟の一部を再現した小型モデルでテストされる。

この研究プロジェクトは8月1日に開始され、2028年7月31日まで実施される予定です。

「災害では、タムルアン洞窟の危機の際に必要とされたように、多くの場合、独特で専門的な対応が求められます」と、WPIロボット工学科の助教授であるネミッツ氏はコメントした。

「柔らかく柔軟な素材から迅速に製造できる小型ロボットの開発には、計り知れない可能性が秘められています。 これらのロボットは、地震の瓦礫、浸水した地域、さらには原発事故現場など、人間に潜在的な危険をもたらすエリアや、他の方法ではアクセスできないエリアを探索することで、救助活動を大幅に支援できます。」

3D プリントによる捜索救助ロボットの開発

このプロジェクトを通じて、ネミッツ氏は、機械知能、3D プリント流体回路、フレキシブル エレクトロニクスを組み合わせた、ロボットの設計と製造のための新しい原理の開発に取り組む予定です。

機械的インテリジェンスは、ロボットの形状と材料特性を使用して予期せぬ状況に適応し、ロボットに必要なコンピューティング能力を大幅に削減します。

流体回路は、ロボット内の柔軟なチャネル内の流体の動きを利用して、外部刺激からの信号をロボットの機能を制御するコマンドに変換します。 これらの回路はロボットの本体に直接組み込むことができ、曲げたりねじったりしても機能が失われることはありません。 Nemetz は、流体センサーに応答し、流体アクチュエーターを制御する統合流体状態マシンを備えた 3D プリント ロボットの開発を目指しています。 そのため、このプロジェクトでは、新しい種類の相補型流体ゲートおよび電気流体メモリ素子の開発を目指すことになります。

動的変形に対する高い耐性を備えた、柔軟で伸縮性のある電子機器も採用されます。 柔軟な電子回路と電気流体相互接続は、導電性インクとエラストマーを使用してロボットに統合されます。 ロボット内の電子機器の役割は、流体機能の選択、流体センサーの機能化、流体メモリへのプログラムの書き込みに限定されます。

ロボットの製造には市販の 3D プリンターとエラストマー フィラメントが使用されます。 実現可能性を確認するために、ネミッツ氏はロボットの設計と 3D プリントにかかる時間を評価します。 研究室ベースのモデル洞窟システム内で指定された目標に到達するロボットの能力も評価されます。

「マイクやカメラなどのセンサーを備えたこれらのロボットは、特に自然災害時の救助者の能力を強化します」とネミッツ氏は説明しました。 「緊急事態に動的かつ迅速に対応するには、継続的に革新し、新しいテクノロジーを開発する必要があります。 ロボット工学はこの開発の最前線にあります。」

このプロジェクトの一環として、ネミッツ氏はウースター郡の女子高校生限定のロボット工学体験サマーキャンプも立ち上げる予定だ。 これは、3D 印刷可能なロボットに関する新しい学部コースを開始するという WPI の計画と一致しています。