コーネル大学の研究者らは、サイズが1ミリメートル未満のマイクロスケールロボットを作成した。このロボットは2Dの六角形の「メタシート」として印刷されているが、電気を流すと、事前にプログラムされた3D形状に変形して這うことができる。

のロボットの多用途性は、斬新なデザインこれは、折り紙の親戚である切り紙に基づいており、材料のスライスにより、折りたたんだり、展開したり、移動したりすることができます。

チームの論文「電子的に構成可能な微細メタシート ロボット」表示されますで自然素材。この論文の共同主執筆者は博士研究員の Qingkun Liu 氏と Wei Wang 氏です。このプロジェクトは物理学教授のイタイ・コーエン氏が主導した。彼の研究室はこれまでに、手足を動かし、人工繊毛を介して水を汲み上げ、自律的に歩くことができるマイクロロボットシステムを開発しました。

ある意味、切り紙ロボットの起源は「形を変えることができる生物」からインスピレーションを得たものだとリュー氏は語った。「しかし、人間がロボットを作る場合、一度組み立ててしまえば、一部の手足を動かすことはできるかもしれませんが、その全体的な形状は通常は静的です。そこで、私たちはメタシートロボットを作りました。「メタ」はメタマテリアルの略で、それが意味するものです。多くの構成要素で構成されており、それらが連携して材料に機械的挙動を与えます。」

このロボットは、約 100 枚の二酸化シリコン パネルで構成される六角形のタイルで、それぞれの厚さが約 10 ナノメートルの 200 以上の作動ヒンジを介して接続されています。外部ワイヤを介して電気化学的に作動すると、ヒンジは山折りや谷折りを形成し、パネルを広げて回転させるように機能し、ロボットがカバーエリアを変更し、局所的に最大 40% 伸縮できるようになります。どのヒンジが作動するかに応じて、ロボットはさまざまな形状を採用し、他の物体に巻きついたり、展開して平らなシートに戻る可能性があります。

コーエン氏のチームはすでにメタシート技術の次の段階について考えている。彼らは、柔軟な機械構造と電子コントローラーを組み合わせて、自然界では決して不可能な特性を備えた超応答性の「弾性」材料を作成することを期待しています。アプリケーションは、再構成可能なマイクロマシンから、音速ではなくほぼ光速で衝撃に応答できる小型の生物医学的デバイスや材料にまで及ぶ可能性があります。

「個々の構成要素上の電子機器は光からエネルギーを収集できるため、プログラムされた方法でさまざまな刺激に反応するように材料を設計できます。突かれると、そのような材料は変形する代わりに「逃げ」たり、より大きな力で押し返したりする可能性があります。彼らが経験した以上の力だった」とコーエン氏は語った。「これらの活性メタマテリアル、つまり弾性材料は、自然界で可能なことを超えた物理原理によって支配される新しいタイプの知的物質の基礎を形成できる可能性があると私たちは考えています。」