電子回路が自ら動き、つながり、外れる技術を開発 ー薄膜電子デバイスの自律的な組み替えを可能にするドッキング機構ー

2026-07-28 九州大学

九州大学大学院システム情報科学研究院の研究グループは、薄膜電子デバイスが自ら移動し、接続・切り離しまで行える機械・電気一体型ドッキング機構を開発した。研究成果はnpj Flexible Electronicsに掲載された。従来、薄膜電子デバイスは軽量・柔軟である一方、部品交換や機能追加が困難だった。研究では、独自のKinetic Electronics技術を基盤に、電気入力でフィルムが変形して他のモジュールを把持・接続し、電源を切っても接続状態を維持できる新機構を実現した。さらに、接続部を介して電力を供給し、接続先のモジュールを独立して駆動できることも実証した。試作機は5~12Vで動作し、平均0.43Wで接続動作を行い、最大6.1mNの保持力を示した。これにより、薄膜電子デバイスを固定的な一体型システムから、必要に応じて機能を追加・交換できるモジュール型システムへ発展させる道が開かれた。本技術は、薄膜ロボット、ウェアラブルセンサー、医療・バイオ計測デバイスなど、自律的に構成を変えられる柔軟電子システムへの応用が期待される。

電子回路が自ら動き、つながり、外れる技術を開発 ー薄膜電子デバイスの自律的な組み替えを可能にするドッキング機構ー
電気回路とアクチュエータを一体化した薄膜回路モジュールAが、電気入力によって変形し、ドッキング機構を介して薄膜回路モジュールBと機械的・電気的に接続する様子。

<関連情報>

キネティックエレクトロニクスに基づく薄膜ロボットおよび電子モジュール用の電気機械式ドッキングおよびアンドッキング機構 Electromechanical docking and undocking mechanisms for thin-film robotic and electronic modules based on kinetic electronics

Shunsuke Uchima,Jiani Cai,Kenshi Hayashi & Fumihiro Sassa
npj Flexible Electronics  Published:17 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41528-026-00606-9

Abstract

Reconfigurable module-level interconnection across small-scale robotic systems and thin-film electronic systems remains limited, particularly in terms of active connection formation, reversible mechanical coupling, and electrical continuity. In this study, we report active electromechanical docking and undocking mechanisms for thin-film robotic and electronic modules based on kinetic electronics. We developed a single-plane probe assembly mechanism and a separation module assembly mechanism. These mechanisms operate at 5–12 V and establish simultaneous mechanical coupling and electrical continuity that persist in the unpowered state. During docking, the probe mechanism achieved 10 mm deformation at 1.1 W, whereas the separation module mechanism exhibited a mean operating power of 0.43 W and a mean maximum holding force of 618 mgf (6.1 mN). These results demonstrate a proof-of-concept for reversible active electromechanical interconnection for thin-film module systems.

0403電子応用
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