水面を歩くソフトロボットの新しい作製方法を開発 (UVA Engineering Team Develops New Way to Build Soft Robots That Can Walk on Water)

2025-09-25 アメリカ合衆国・バージニア大学 (UVA)

バージニア大学の研究チームは、水面上で直接ソフトロボットを製造できる新手法「HydroSpread」を開発した。従来は固体基板で薄膜を作製してから水へ移す必要があり破損しやすかったが、本手法では液体ポリマーを水面に滴下すると自発的に均一な薄膜となり、レーザーで切り出すだけで水上ロボットのボディが形成される。研究チームはこの方法で、水をかくように進む「HydroFlexor」と、アメンボのように歩行できる「HydroBuckler」の2種類のロボットを作製した。薄膜は遠赤外線ヒーターの加熱により層ごとの膨張差で曲がり、脚やヒレが駆動して推進する。速度制御や方向転換も可能で、水上モニタリングや環境調査、水界面での柔軟デバイス応用につながる新しい製造技術として期待される。

水面を歩くソフトロボットの新しい作製方法を開発 (UVA Engineering Team Develops New Way to Build Soft Robots That Can Walk on Water)
The walking mechanism of the “water spider” robot HydroBuckler prototype shown here is driven by “leg” buckling. (Contributed photo)

<関連情報>

液面上での柔らかい薄膜処理による液上歩行可能デバイスのシームレスな作成 Processing soft thin films on liquid surface for seamless creation of on-liquid walkable devices

Ziyu Chen, Mengtian Yin, and Baoxing Xu
Science Advances  Published:24 Sep 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.ady9840

Abstract

Walking on liquid surface is a unique locomotion ability of insects, but engineering on-liquid walkable devices currently requires disjointed, multistage fabrication and delicate deployment. Here, we introduce HydroSpread—a direct processing technology that enables seamless fabrication and patterning of soft films on liquid surface. It leverages the controlled spreading of liquid ink on liquid surface and combines with precise laser engraving supported by rapid heat transfer at the solid-liquid interface. Geometric shapes, including basic forms of straight lines, sharp turns and circles, and complex patterns, were fabricated with exceptional fidelity to design specifications. We propose two heat-driven hydrodynamic locomotion mechanisms, fin-like bending and leg-like buckling. By harnessing these principles, we engineered two walkable devices—HydroFlexor and HydroBuckler—and demonstrated robust on-water locomotion. This work eliminates fragile postfabrication transfers in soft device manufacturing, bridging the gap between soft films and structure fabrication, and establishes a streamlined pathway for designing and deploying functional soft devices directly in liquid environments.

0109ロボット
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