回転運動だけで材料に情報を書き込む新技術を開発 (Scientists program materials just by spinning them)

2026-05-07 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、材料を回転させるだけで内部状態を書き換えられる新しいプログラム技術を開発した。研究では、柔軟なシリコン製ビームを回転台に設置し、回転速度や方向、加速度を制御することで、遠心力やオイラー力を利用してビームを2つの安定状態間で切り替えることに成功した。この状態は「0」と「1」に相当し、材料自体が情報を保持する「機械ビット(m-bit)」として機能する。従来のプログラム可能メタマテリアルでは各要素を個別に制御する必要があったが、本手法では回転条件を一括制御するだけで複数ビットを同時に操作できる点が特徴である。研究チームは5本のビームを用いてASCIIコードに基づくアルファベット26文字の表現を実証し、回転操作のみで文字情報を書き込めることを示した。この技術は、電子回路を使わないソフトロボットや機械式計算機、遠隔制御デバイスへの応用が期待されるほか、医療用インプラントや水中ロボットなど、材料自体に情報処理能力を持たせる新たな設計技術として注目されている。

回転運動だけで材料に情報を書き込む新技術を開発 (Scientists program materials just by spinning them)
Demonstration of dynamic driving on a rotating platform. 2026 fleXLab EPFL CC BY SA

<関連情報>

ダイナミックドライブにより、対象メモリのマテリアルビットを個別に制御できます Dynamic drives allow independent control of material bits for targeted memory

Eduardo Gutierrez-Prieto, Colin M. Meulblok, Martin van Hecke, and Pedro M. Reis
Science Advances  Published:6 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aec1606

Abstract

Mechanical metamaterials with bistable elements can store vast amounts of information, but writing these memories requires impractical local control or lengthy multicycle protocols. We overcome this limitation with a dynamic control strategy that accesses any configuration in a single global drive cycle by leveraging the system’s sensitivity to the drive and its time derivatives. We realize this strategy with bistable beams on a rotating platform, where drive cycles become orbits in a control space of angular velocity and acceleration. State changes occur when these orbits cross switching thresholds, which we rationally design so that each state can be accessed by a single drive orbit. We construct a five-bit system and demonstrate its full addressability by selecting drive orbits that write all 26 uppercase letters of the alphabet in ASCII representation. This dynamic control paradigm offers a general route toward smart, remotely operated devices across various physical domains.

0103機械力学・制御
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