ミシガン州立大学の研究は、物体を操作する際に色を使用して相互作用を認識、視覚化し、解釈する方法をロボットに教えることに焦点を当てています。ロボットが柔らかく壊れやすい物体を区別して操作できるように、力を解釈する光学システムが開発されています。これは医療ロボットやその他の支援ロボットに特に役立ちます。

「私たちは光弾性ゲルを視覚ベースの触覚ゲルロボット用の応力解釈光学システムに組み込むことに取り組んでいます」と機械工学助教授のシャオティン・リン氏は語った。「この認識を生み出すことは、ロボット柔らかくて壊れやすい物体を非常に丁寧に操作するのに役立ちます。」リン氏は主任研究者で、ストーニーブルック大学の土木工学助教授 Wei Li およびパデュー大学の生産工学助教授 Yu She と共同研究を行っています。

「具体的には、このプロジェクトでは、耐疲労性光弾性ゲルの分子設計、応力解釈測光システムの機械設計、物理学に基づいた機械学習のアルゴリズム設計が活用されます」と同氏は説明した。

研究者たちは何年もの間、「柔らかい」ハンドとコンピュータービジョンシステムを備えたロボットを設計してきました。

このテクノロジーは、手作業の人件費を削減し、さまざまな医療や医療の効率を向上させるのに役立ちます。産業用途、手術ロボットからリンゴの収穫まで多岐にわたります。

リン氏は、支援ロボットに色の使い方を教えることで、海洋研究のための壊れやすいゼリーの収集から、食べ物を提供するための支援ロボットの家事スキルの向上に至るまで、あらゆる分野で支援ロボットの利用が進むだろうと述べた。

「私たちの長期的な目標は、ロボットの触覚と人間の触覚との間に現在存在する根本的なギャップを埋めることです」とリン氏は付け加えた。「これは次世代ロボットの準備における新たな一歩です。」

従来のサーマルスイッチを改良

リンによる他の研究は、固体冷凍、熱記憶デバイス、および熱メタマテリアルへの応用の可能性が最近認められました。

リンは、ポリマー熱スイッチに関する記事を共著しました。出版されたでネイチャーコミュニケーションズ。マサチューセッツ工科大学の研究者がこのプロジェクトに協力しています。

同氏は、「サーマルスイッチは、宇宙船、車両、インフラ、バッテリーなど、条件が変動する環境で温度を安定させるために極めて重要です」と述べた。「高性能サーマルスイッチは、室内の熱管理に役立ちます。電子機器、宇宙船の温度制御、さらにはスマートテキスタイルも同様です。」

リン氏は、電子機器の熱管理に役立つ従来のサーマルスイッチは通常、調整が遅く、制御範囲が限られていると説明しました。

「熱伝導率が一度変化すると、元に戻すのは困難です。これに対し、今回開発したポリマーベースの熱スイッチは、熱伝導率を最大 14 倍まで調整でき、必要なときにいつでも簡単に元に戻すことができます。」

「重要な謎は、ポリマー熱伝導体の独特な構造に起因すると考えられます。スイッチ、それはほぼ理想的なポリマーネットワーク構造で構成されています」と彼は付け加えた。