アクセス困難な場所でのモニタリンングを可能にする光制御によるロボット (Light-controlled artificial maple seeds could monitor the environment even in hard-to-reach locations)

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2024-06-26 フィンランド・タンペレ大学

アクセス困難な場所でのモニタリンングを可能にする光制御によるロボット (Light-controlled artificial maple seeds could monitor the environment even in hard-to-reach locations)

  • タンペレ大学と米国・ピッツバーグ大学が、カエデの翼果(翼のついた果実)を模倣した小型ロボットを開発。
  • カエデの翼果は回転しながら落下し、穏やかな風に乗って他の成長場所へと飛行する。この翼果に着想した新小型ロボットでは、光駆動のスマートな材料を使用して風中飛行を光を使って能動的に調整し、多様な滑走軌道を実現する。
  • GPS やセンサーを搭載した環境のリアルタイムモニタリングや、砂漠や断崖等のアクセスの困難な地域での微量サンプルの配送等での利用が期待できる。捜索救助、絶滅危惧種の研究や、インフラ監視等の領域においてゲームチェンジャーとなる可能性がある。
  • 光化学で可逆的に変形し、空力特性の微調整が可能なアゾベンゼンをベースとした光変形型液晶エラストマー製で、天然のカエデの翼果を上回る末端速度、回転速度とホバリング位置を提供し、風による長距離自転移動能力を強化する。
  • 同大学では、2023 年に Light Responsive Materials Assembly-FAIRY プロジェクトにおいて、タンポポの種のようなミニロボットを発表している。フィンランド研究評議会(SRC)の資金提供を受けた同プロジェクトは、2021 年 9 月に開始され、2026 年 8 月まで継続される。
  • 本研究には、フィンランド・アカデミー (AF)、欧州研究会議(ERC)、中国奨学金委員会(CSC)および米国科学財団(NSF)が資金を提供した。
    URL: https://www.tuni.fi/en/news/light-controlled-artificial-maple-seeds-could-monitor-environment-even-hard-reach-locations

<NEDO海外技術情報より>

関連情報

Nature Communications 掲載論文(フルテキスト)
Photochemically responsive polymer films enable tunable gliding flights
URL: https://www.nature.com/articles/s41467-024-49108-0

Abstract

Miniaturized passive fliers based on smart materials face challenges in precise control of shape-morphing for aerodynamics and contactless modulation of diverse gliding modes. Here, we present the optical control of gliding performances in azobenzene-crosslinked liquid crystal networks films through photochemical actuation, enabling reversible and bistable shape-morphing. First, an actuator film is integrated with additive constructs to form a rotating glider, inspired by the natural maple samara, surpassing natural counterparts in reversibly optical tuning of terminal velocity, rotational rate, and circling position. We demonstrate optical modulation dispersion of landing points for the photo-responsive microfliers indoors and outdoors. Secondly, we show the scalability of polymer film geometry for miniature gliders with similar light tunability. Thirdly, we extend the material platform to other three gliding modes: Javan cucumber seed-like glider, parachute and artificial dandelion seed. The findings pave the way for distributed microflier with contactless flight dynamics control.

0109ロボット
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