切り紙ロボットグリッパーは卵黄を持ち上げるのに十分繊細です
ノースカロライナ州立大学の工学研究者は、繊細な卵黄を壊さずに持ち上げることができ、人間の髪の毛を持ち上げるのに十分な精度の新しいタイプの柔軟なロボットグリッパーを実証しました。この作品には、ソフトロボティクスと生物医学技術の両方に応用できます。
この作品は、2次元（2D）の素材のシートをカットして折りたたんで、3次元（3D）の形状を形成する、切り紙の芸術を利用しています。具体的には、切り紙を使用して、材料の大部分に平行なスリットをカットすることにより、2Dシートを湾曲した3D構造に変換する新しい技術を開発しました。 3D構造の最終的な形状は、大部分が材料の外側の境界によって決定されます。たとえば、円形の境界を持つ2Dマテリアルは、球形の3D形状を形成します。
「ユーザーが逆方向に作業できるモデルを定義して実証しました」と、この作業に関する論文の最初の著者であるYaoyeHong氏は述べています。 「ユーザーが必要な湾曲した3D構造の種類を知っている場合は、私たちのアプローチを使用して、2Dマテリアルで使用する必要のあるスリットの境界形状とパターンを決定できます。材料を押したり引いたりする方向を制御することで、最終的な構造をさらに制御することができます。」
私たちの手法は、2D材料を湾曲した3D構造に変換する以前の手法よりもかなり単純であり、設計者は2D材料からさまざまなカスタマイズされた構造を作成できます」とJieYin教授は述べています。
研究者たちは、卵黄から人間の髪の毛に至るまでの物体をつかんで持ち上げることができるグリッパーを作成することにより、彼らの技術の有用性を実証しました。
「従来のグリッパーは物体をしっかりとつかみます。圧力をかけることで物をつかみます」とYin氏は言います。 「これは、卵黄などの壊れやすい物体をつかもうとすると問題を引き起こす可能性があります。しかし、私たちのグリッパーは基本的にオブジェクトを囲んでから持ち上げます。これは、オブジェクトの周りに手をかざすのと同じです。これにより、精度を犠牲にすることなく、繊細なオブジェクトを「つかんで」移動することができます。」
ただし、研究者は、人間の膝など、関節の形状に適合する生物医学技術を設計するための技術の使用など、他にも多くの潜在的な用途があることに注目しています。
「膝やひじを曲げたり動かしたりできるスマートな包帯や監視装置を考えてみてください」とYin氏は述べています。 「これは、私たちの技術が機能することを示す概念実証作業です。現在、この技術をソフトロボティクス技術に統合して、産業上の課題に対処する過程にあります。また、この技術を使用して、人間の膝に暖かさを適用するために使用できるデバイスを作成する方法も模索しています。これには、治療用途があります。」
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