日本の伝統芸術「切り紙（キリガミ）」から着想を得たエンジニアたちが、靴底に塗布することで氷やその他の滑りやすい路面での摩擦力を大幅に高める新素材を開発しました。 折り紙の一種である切り紙は、紙を切ることと折ることを組み合わせた技法です。このアプローチを用いて、プラスチックや金属のシートに精巧なスパイク模様を形成。このシートを靴底に貼り付けると、着用者が立っている間は平らなままですが、歩行時の自然な動きに合わせてスパイクが飛び出す仕組みになっています。 多様なデザインを検証、最も効果的なのは「凹曲線」パターン 研究チームは、正方形、三角形、曲線形状のスパイクを規則正しく配置した複数のデザインを

ほとんどの人にとって、物体を特定し、拾い上げ、別の場所に置くというタスクは些細なことです。ロボットにとっては、最新の機械知能とロボット操作技術が必要です。 マサチューセッツ工科大学（MIT）からスピンオフしたマサチューセッツ州サマービル拠点のRightHand Roboticsは、機械知能とロボット操作の進歩の両方をロボットピースピッキングシステムに組み込みました。独自のグリッパー設計と人工知能、機械視覚を組み合わせ、企業が製品を仕分け、注文を出荷するのを支援します。 「店で買い物をするとき、カートを押して通路を歩き、自分で商品を選びます。オンライン注文の場合、フルフィルメントセンター内で同等

少なくとも300kradの総電離線量（TID）免疫を持つ耐放射線水晶安定化クロックソースのニーズがあります。一般的な解決策は、市販品（COTS）パーツをスポットシールドするか、ボールトに収めることです。耐放射線クロックソースは、メイン電子基板（MEB）と、危険な宇宙環境で動作する必要がある読み出しエレクトロニクスで必要とされます。リモートセンシングとテレメトリでは、読み出し回路がセンサーと同一場所に配置され、データ処理エレクトロニクスから任意の距離で分離されている必要があります。 ローカルに生成されたクロック信号により、読み出し回路が独自のクロック信号を生成し、結果データをリモートレシーバーに

自然界の一部の材料は、電気信号を送ることでゴムバンドのようにサイズと形状を大きく変化させ、変形できます。これらの材料は、電気信号を通すと変形し、または操作されると電気を供給するエネルギー変換器として機能します。これは圧電効果と呼ばれ、センサーやレーザーエレクトロニクスなど多くの用途で有用です。しかし、これらの自然発生材料は希少で、硬い結晶構造で構成され、しばしば有毒であるという3つの明確な欠点があります。 人工ポリマーは、材料希少性の排除と、曲げ伸ばし可能なソフトポリマー（ソフトエラストマー）の創出により、これらの痛点への解決策への一歩を提供しますが、以前はそれらのソフトエラストマーに顕著な圧

Mercury Systemsマサチューセッツ州アンドーバーwww.mrcy.com NASAジェット推進研究所（JPL）が、NASAの地球表面鉱物ダスト

心拍数、体温、血糖値、代謝副産物レベルを監視できる安価な着用型センサーの登場により、研究者たちはこれまでにない方法で人間の健康を監視できるようになりました。しかし、すべての電子デバイスと同様、これらの着用型センサーにも電源が必要です。電池は選択肢の一つですが、かさばり、重く、充電切れのリスクがあるため必ずしも理想的ではありません。 研究者たちは今、人が動き回る際に生成される運動エネルギーを収集することで、ワイヤレス着用型センサーに電力を供給する方法を開発しました。このエナジーハーベスティングは、人の皮膚に貼り付けられた薄い材料サンドイッチ（テフロン、銅、ポリイミド）で行われます。人が動くと、

NASAグレン研究センターは、シリコンカーバイド（SiC）オペアンプのウェーハ上のダイ位置によるトランジスタ閾値電圧変動を補正する方法を開発し、過酷環境におけるセンサー信号調整用電気回路の改善を可能にしました。例えば、非常に高温のガスタービン流れや原子炉の一次冷却材ループ内に搭載されたセンサー回路からの性能データ向上により、重要なシステムレベルのメリットが得られます。 センサーからの微小（マイクロボルト）信号は、高温電気コンポーネントによるフィルタリング、増幅、デジタイズと「スマート」システム制御に適したレベルへの変換のために調整を必要とすることがよくあります。オペアンプは信号増幅の重要なコン

50歳以上の成人における多発性硬化症（MS）関連歩行問題の進行監視は、臨床医がMS関連の問題と他の加齢関連問題を区別する必要があるため困難です。この問題に対処するため、研究者たちは歩行データと機械学習を統合し、疾患進行の監視と予測に用いるツールを前進させました。 多発性硬化症は、世界で約200万人に影響を与える疾患で、多様な形で発現し、歩行問題は一般的な症状です。患者の約半数が発症から15年以内に歩行補助を必要とします。研究者たちは、加齢と同時進行するMS疾患関連変化の相互作用を明らかにし、それらをMSを持つ高齢者で区別できるかどうかを探求しました。機械学習手法は、パフォーマンスにおける複雑な

ウースター工科大学（WPI）は1865年創立で、米国で3番目に古い私立工科大学です。マサチューセッツ州ウースターに位置し、組織工学・再生医療からサイバーセキュリティを巡る技術・政策課題の探求、消防士の健康・安全やグリーンビルディングの防火課題まで、多様な分野で研究を推進しています。 WPIは5つの学際的研究領域を開発しています： 健康とバイオテクノロジー — WPIの健康・バイオテクノロジー研究は複数の学問分野を横断し、細胞生物学、再生バイオサイエンス、組織力学・メカノバイオロジー、生物物理学、疾病治療、動物行動などの焦点領域を包含します。 ロボティクスとIoT — ロボット技術には医療ロボテ

通信インターフェースは、センサー（制御システムの「神経」）とコントローラー（制御システムの「脳」）を結ぶ極めて重要なリンクを提供します。このリンクを提供するために、通常特定のタイプの制御システムに合わせた機能と能力を持つ、印象的な多様性の通信技術が導入されてきました。モーション制御で広く使用される通信技術のいくつかを見てみましょう。 特殊ケース向けの特別なソリューション モーション制御のフィードバックを提供する一部のセンサーでは、計測技術が通信インターフェースを決定します。インクリメンタルエンコーダーは、エンコーダーの軸が一定量回転するたびに1つの信号パルスを連続的に出力します。コントローラ

超薄型フレキシブルコンピュータ回路は長年のエンジニアリング目標でしたが、技術的ハードルが高性能に必要な微細化の度合いを妨げてきました。今、スタンフォード大学の研究者たちが、長さ100ナノメートル未満のフレキシブル原子層トランジスタを製造する製造技術を発明しました。これは従来可能だったものより数倍小さいサイズです。 研究者たちによれば、この進歩によりいわゆる「フレックストロニクス（flextronics）」が現実に一歩近づきました。フレキシブルエレクトロニクスは、曲げ可能、形状変更可能、かつ省エネなコンピュータ回路を実現し、人体に装着または埋め込み、多様な健康関連タスクを実行できます。さらに、

風船を拾うときの保持圧力は、瓶を掴むときとは異なります。今、MITなどのエンジニアたちが、こうした触覚器用さの微妙な違いを精密に測定・マッピングする方法を開発しました。 チームは、圧力やその他の触覚刺激を「感じ取れる」新しい触覚グローブを設計しました。グローブの内側には、グローブ全体の微小な圧力変化を検知・測定・マッピングするセンサーシステムが通っています。個々のセンサーは高感度で、人の脈拍のような皮膚上の非常に弱い振動も捉えられます。 被験者がグローブを着けて風船とビーカーをそれぞれ拾ったとき、センサーは各タスク固有の圧力マップを生成しました。風船を持つと手のひら全体に比較的均一な圧力信号

韓国科学技術院（KAIST）の研究者たちが、単一トランジスタニューロンとシナプスを共集積することで、脳に着想を得た高度にスケーラブルな神経型ハードウェアを製造しました。標準シリコンCMOS技術を使用しており、チップコスト削減と製造プロセス簡素化が期待されます。 神経型ハードウェアは、人間の脳を模倣して超低消費電力で人工知能機能を発揮するため、大きな注目を集めています。神経型ハードウェアを動作させるには、一定の信号を統合したときにスパイクを生成するニューロンと、2つのニューロン間の接続を記憶するシナプスが必要です。生物学的脳と同様です。しかし、デジタルまたはアナログ回路で構築されたニューロンと

MITの新センサーは、指先の微小で高速な圧力変化を検知します。シルクグローブに配置されたスタッド状コンポーネントが、医師にとって貴重な情報を提供します。 皮膚表面の微細な振動を捉える高感度センサーの発明者たちは、単純な脈拍監視から複雑な運動機能回復まで、多様な患者支援に役立つ具体的な圧力マップを提供します。 マサチューセッツ州ケンブリッジ拠点のチームは、圧力センサーを触覚グローブだけでなく、心拍、血圧、その他のバイタルサインを追跡するフレキシブル接着剤への統合も構想しています。 「我々のセンシング構造のシンプルさと信頼性は、脈拍検知や触覚機能障害患者の感覚能力回復など、多様なヘルスケア応用に大

EVのバッテリー急速充電器が生じる過剰騒音問題の解決を目指した研究開発が、熱マネジメント、放熱、火災リスク低減の進歩につながりました。英国の専門エンジニアリング企業D2H Advanced Technologiesは、騒音が車両の急速充電サイクル中に発生することを発見。冷却剤に必要な高ポンプ動力が原因で、バッテリー熱を放散するために不可欠でした。OEM顧客を満足させた後、D2Hは研究焦点を量産リチウムイオンバッテリーの熱的要求に直接シフトしました。 EVバッテリーでは、熱蓄積が劣化加速や熱暴走を引き起こす可能性があります。航続距離延長と急速充電が、ガソリンやディーゼルではなく電気が個人輸送の未

データ送信マイクロデバイスの数は今後数年で急増します。これらすべてのデバイスにエネルギーが必要ですが、電池の数が環境に大きな影響を与えます。研究者たちがこの問題を解決する生分解性ミニキャパシタを開発しました。新しい電池は炭素、セルロース、グリセリン、食塩で構成され、3Dプリンターで製造されます。 造形装置は、市販の3Dプリンターを改造したもので、セルロースナノファイバーとセルロースナノクリスタライトの混合物に、カーボンブラック、グラファイト、活性炭の形で炭素を吐出します。すべてを液化するため、グリセリン、水、2種類のアルコール、イオン伝導性のためのひとつまみの食塩を使用します。 これらの材料か

LCD（液晶ディスプレイ）は最も広く使用されているディスプレイ技術です。自動車、家電、通信、ホームアプライアンス、産業用、民生用電子機器、軍事などで使用されています。しかしLCDには、応答速度が遅い、視野角が狭い、コントラストが低いなどの欠点があります。ユーザーからよく不満として挙げられる現象の一つがイメージスティッキングです。 イメージスティッキングとは 固定画像が長時間ディスプレイに表示され続けると、その画像の薄い輪郭がしばらく画面に残り、最終的に消えます。通常、LCDとプラズマスクリーンで発生しますが、ここではTFT LCDディスプレイに焦点を当てます。イメージスティッキングは「イメージ

図示された新構造は、一つのことだけを目的として設計されました：光の形を輸送中に変えること。最近の論文で、Mercedeh Khajavikhan教授と彼女のチームは、新しい理論モデルを用いてこれを実現する方法を示しました。これは私たちの生活の多くの側面に深い影響を与える可能性があります。 光はレーザーで生成されイメージングとセンシングに用いられ、光ファイバーケーブルを通じて高度な通信に利用され、チップに組み込まれてコンピューティング能力を過去の世代が夢見たレベルまで高めます。これらの進歩はそれぞれ機械、航空宇宙、生物医学、コンピュータエンジニアによって新デバイスとして構築されたものですが、その

パデュー大学の研究者たちが、モールス信号をカラー「デジタル文字」に置き換えて光学ストレージを現代化する技術を開発しました。COVID-19パンデミック中およびその後のリモートデータストレージ爆発的増加への対応に役立つと確信しています。 モールス信号は1830年代から存在します。毎日大量の情報を取得、デジタルアーカイブ、高速アクセスする必要がある現在、おなじみのドットとダッシュのシステムは時代遅れに見えます。しかし、それら同じ基本的なドットとダッシュが、多くの光学メディアでストレージ補助としてまだ使用されています。 新技術は光学デジタルストレージの現代化を目指します。この進歩により、より多くの

工場での有毒ガス漏れ、ボイラーの一酸化炭素漏れ、マンホール清掃時の有毒ガス窒息など、ガス事故は今も命を奪い、負傷者を出し続けています。有毒ガスや生化学物質を迅速に検知するセンサーの開発は、公衆衛生、環境監視、軍事分野で依然として重要な課題です。研究チームは、安価で超小型、着用可能なホログラムセンサーを開発し、揮発性ガス検知時にユーザーに即座に通知します。 研究者たちは、メタサーフェスとガス反応性液晶光学変調器を統合し、有害ガス検知時に即座に視覚的ホログラムアラームを提供するセンサーを開発しました。従来のガス検知デバイスは製造コストが高いため広く普及していません。また、市販ガスセンサーは使いにく