2021-10-15 ｱﾒﾘｶ合衆国・ﾏｻﾁｭｰｾｯﾂ工科大学(MIT)
・ MIT、スウェーデン・ウプサラ大学と王立工科大学（KTH)が、流体システムによる人工筋肉とセンサー機能を備えた新タイプのロボティック・ファイバー、「OmniFibers」を開発。
・ ソフトな複合繊維の同ファイバーは、流体チャネル、媒体を含有するシリコンベースのエラストマーチューブ、電気抵抗の変化として歪みを検出するソフトなストレッチャブルセンサー、ファイバーの外形寸法を制御する伸縮性のポリマーメッシュ、そして全体的な伸度に機械的な拘束を与える非伸縮性のフィラメントの 5 層構造より構成される。
・ 中央の流体チャネルが圧縮空気や水等の流体媒質を圧縮・解放することでファイバー形状を制御し、人工筋肉として機能。また、ストレッチャブルセンサーも備えるため、テキスタイルでのセンシングとアクチュエーションを実現した。
・ 細くフレキシブルなため、標準的な商用機器による縫製・製織や編み物に利用できる。安価な材料で比較的容易に作製可能で、外層は一般的なポリエステル材料のため肌触りも快適。
・ 引き延ばしや加圧を検出・測定し、圧力、横方向のストレッチや振動等による触覚フィードバックを提供するため、歌手やアスリートによる呼吸方法の制御や手術後の呼吸パターンの回復を支援する衣類等で利用できる。
・ 反応時間が速く多種類の力を伝達するため、トレーニングのフィードバックシステムや触覚技術（ハプティクス）を利用した遠隔通信も可能に。
・ 同ファイバーで作製した肌着でプロの歌手の呼吸筋の動きを記録・再現する試験を実施。肌着に編み込んだ歪みセンサーから発声の挙動データを記録し、触覚フィードバックに変換。 後に素人や初心者が同肌着を利用すれば、プロの歌手の運動感覚フィードバックを受領し、望ましい発声パフォーマンスに最適な姿勢と呼吸パターンの獲得が可能となる。
・ このようなアプローチは、アスリートによる最適な呼吸制御方法の学習や大手術・Covid-19 等の呼吸器疾患後の健全な呼吸パターンの回復支援、睡眠時無呼吸症候群の代替治療法や、呼吸以外の筋運動として書道での筆遣いへの応用が考えられる。
・ 制御装置や圧縮空気供給を含むシステムや小型化、より長いフィラメントの製造システムの開発を継続して実施予定。また、専門家のスキルを初心者に伝達する実験を開始し、書道やダンス等への応用も試みる。
・ 本研究は、スウェーデン戦略研究財団(SSF)が支援した。
URL: https://news.mit.edu/2021/fibers-breath-regulating-1015
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
UIST ’21: The 34th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology 発表論文
（フルテキスト）
OmniFiber: Integrated Fluidic Fiber Actuators for Weaving Movement based Interactions into the ‘
Fabric of Everyday Life’
URL: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3472749.3474802
Abstract
Fiber – a primitive yet ubiquitous form of material – intertwines with our bodies and surroundings, from constructing our fbrous muscles that enable our movement, to forming fabrics that intimately interface with our skin. In soft robotics and advanced materials science research, actuated fbers are gaining interest as thin, fexible materials that can morph in response to external stimuli. In this paper, we build on fuidic artifcial muscles research to develop OmniFiber – a soft, line-based material system for designing movement-based interactions. We devised actuated thin (øouter < 1.8 mm) fuidic fbers with integrated soft sensors that exhibit perceivably strong forces, up to 19 N at 0.5 MPa, and a high speed of linear actuation peaking at 150mm/s. These allow to fexibly weave them into everyday tangible interactions; including on-body haptic devices for embodied learning, synchronized tangible interfaces for remote communication, and robotic crafting for expressivity. The design of such interactive capabilities is supported by OmniFiber’s design space, accessible fabrication pipeline, and a fuidic I/O control system to bring omni-functional fuidic fbers to the HCI toolbox of interactive morphing materials.
