水に溶けるロボットを見たことがありますか？ゼラチンと砂糖の3Dプリント

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水に溶けるロボットがあります。最近、サイエンス誌の表紙に取り上げられました。

はい、圧力センサーを搭載した本物のソフトウェア ロボットで、ゲーム コントローラーで制御できます。

360°回転し、大きな鉄球を自律的に押しのけることができます。

しかし、水に入れると約 2 日で完全に溶けます。

うーん…このロボットは砂糖、クエン酸、グリセリンなどの食用原料から3Dプリントされているからでしょうか。溶けた水を一口飲むと、ちょっと甘い味がするかもしれません…

この材料は、初期の性能指標の 70% 以上を維持しながら、最大5 回まで繰り返し印刷できます。

毎日10万トン以上の技術的廃棄物を生み出す現代社会にとって、これは1,000金の価値がある一杯の砂糖水であると言えるでしょう。

溶解可能なロボット

まず、このようなロボットを印刷するために必要な材料のリストを見てみましょう。

シロップ 7g

クエン酸 1g

グリセリン 9g

脱イオン水、4g

ゼラチンパウダー、6.66g

（一見、美味しいものを作っているように思いました）

シロップを 60° に加熱し、クエン酸とグリセリンを脱イオン水に溶かし、シロップを注いでかき混ぜ、最後にゼラチンパウダーを加えて少なくとも 24 時間浸しておきます。

次に、上記混合物をオーブンで 85 ℃ で 1 時間 15 分間加熱し、プラネタリーミキサーで真空下で 3.5 分間混合して均一な溶液を得た。

つまり、特殊な生物学的ゲル「インク」です。

得られたインクは 300% の伸縮性があり、あらゆる動きが可能で、最大曲げ角度は 74° で、元のサイズの最大6 倍まで伸ばすことができます。

クエン酸を加えると pH が調整され、細菌の増殖が防止され、数日以内に下水中の物質が完全に酵素分解されます。

次に列を印刷します。

このロボットの特徴の 1 つは「知覚の変化に対応できる」ということなので、次のステップは伸縮可能な導波管センサーを印刷することです。

印刷されたストリップは被覆されていない「データ伝送ライン」のように見えますが、柱の表面に取り付けた後、その変形を正確に感知できる点が異なります。

この高精度センサーネットワークにより、アクチュエータの曲げ状態をリアルタイムで取得したり、周囲の物体との接触イベントに関する情報を感知したりすることができます。

そこで研究者らが簡単な探索と拭き取りのルーチンを追加したところ、この素材で作られたソフトロボットは周囲の障害物を自律的に見つけ出し、押すだけで取り除くことができるようになった。

冒頭で示したように、大きな鉄球を押しのけるようなものです。

この材料によってもたらされる高い再現性、より自由な曲げ、より高い感度により、ソフトロボットは外科用器具、リハビリテーション機器、グリッパー、歩行および水泳マシンなどでより効果的に使用できるようになります。

著者について

論文の筆頭著者である A. HEIDEN 氏はオーストリアのリンツにあるヨハネス・ケプラー大学の出身で、現在はソフトマター物理学部門に所属しています。

論文: https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abk2119#