水滴のロボット化と「人が休んでいる間に」ものを移動させるニーズ

スキャニング・スキャニングマテリアル

ロボット技術がここ数年、身近となり大きな注目を集めています。

これまでロボットというと、
工場で導入されている産業用がメインとなっていましたが、
現在は、産業の場以外の身近なところでも見かけるようになりました。

コミュニケーション用のペットロボットや、案内ロボット、
ルンバと行った掃除用ロボットも、馴染み深くなってきたかと思います。

今回ご紹介する記事は
水滴のロボット化を目指したもので、
ロボットのあり方を考えさせてくれるものとなっています。

「水滴をロボット化し、磁石で操作 毎秒2mで移動しホコリを掃除」

(下記引用)
2021年09月06日 「ITmedia」より

水滴をロボット化し、磁石で操作 毎秒2mで移動しホコリを掃除
水滴の中に鉄のビーズを入れそれを磁石で動かすことで水滴をロボットにする。

 香港城市大学と中国科学院の研究チームが開発した
「Bioinspired magnetically driven liquid manipulation as microrobot」は、
磁石を使って水滴を移動させるシステムだ。

水滴の中に置いた小さな鉄のビーズを水滴ごと磁石であらゆる方向に動かせる。

 液体の動きを制御する従来の方法としては、
疎水性(水と混ざりにくい)の高い表面から、
親水性(水に混ざりやすい)の高い表面に流す手法や、
熱や光などの外部刺激を利用して液体の動きを誘導する手法などがあるが、
移動速度が遅くなりがちで、途中で止めることもできない。

 このシステムでは、親水性コーティングした小さな鉄のビーズを水滴に埋め込む。
直径約1mmの鉄のビーズを水滴の中に入れると、
水を引き寄せてビーズを包み込み、水滴ロボット「Hydrobot」に変身する。

水滴ロボットを疎水性の高い表面に置き、
その裏から磁石で操作すると、鉄のビーズに付着した水滴を失わず、
あらゆる方向に毎秒2mの速さで移動。いつでも停止できる。

 水滴ロボットはそのまま転がり続け、途中の水滴を吸収することで巨大化する。
これには上限があり、1mmの鉄のビーズでは水滴程度の大きさしか運べない。

そこで、鉄のビーズを増やしてどれだけの水が運べるかを実験した。
2mmのビーズにしたところ、1ミリリットルの水を操作できることが分かった。

 水滴ロボットを下に、磁石を上にした実験でも、
磁石が水滴ロボットを引き寄せた。

ビーズと水の間の表面付着力が重力に逆らい、水滴ロボットの落下を阻止できたという。

 水滴ロボットは、磁石によって精密な制御ができるため、
表面を転がしほこりを集めて掃除するなど、さまざまな活用法が考えられる。

実験でも転がりながらほこりを回収し、表面を傷つけることなく掃除した。

注目した点

記事の中に、動画へのリンクがありますので、
ご関心のある方は、是非ご覧いただければと思います。

2つの水滴で、プラスチックの細い線を運んでいる動画は、
今後、他の技術との組み合わせで、
面白い展開になりそうに感じました。

研究では、疎水性の表面や、裏から、
磁石で移動させなくてはいけないという
制約条件下となっています。

これらも、各社様の強みとの組み合わせによって、
新しい展開が期待できるような印象です。

現段階では動かしている水滴は水だけですが、
たとえば、アルコールができれば
消毒対応にも活用できそうです。

また、少しずつ(しかし継続的に)動く、
あるいは人間が休んでいる夜間にものを移動させるという発想は、
重要であり、需要があると感じています。

参考となる事例としては、
竹中工務店と岡谷鋼機、トピー工業が開発した
建設現場で資材を搬送する全方向クローラー型搬送支援ロボット
「クローラーTO(トゥ)」があります。

ページが見つかりませんでした – 日刊建設工業新聞

「クローラーTO(トゥ)」の発想の原点は、
夜間の時間があるときに、工事現場(高所)などに、資材を運び、
朝になって作業員の方が来られたら、すぐに使える状況としておきたい
という現場のニーズがあったからだそうです。

こうした現場の課題を解決するイノベーションを
自社の強みを活かしながら、考えていきたいものです。

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