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早稲田大学

歩き走るロボット結晶の開発に世界で初めて成功

2018-02-07

早稲田大学

歩き走るロボット結晶の開発に世界で初めて成功
ソフトロボットへの実用化を期待

 早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構の小島秀子(こしまひでこ)研究院客員教授、理工学術院の朝日透(あさひとおる)教授、谷口卓也(たにぐちたくや)同大学大学院先進理工学研究科4年(一貫制博士課程4年)・日本学術振興会特別研究員(DC2)らの研究グループは、東京工業大学 理学院の植草秀裕(うえくさひでひろ)准教授らと、加熱・冷却すると尺取り虫のように歩いたり、高速で走る、「ロボット結晶」を開発しました。
 2016年に熱や光により分子が回転・伸縮する分子マシンの研究に対してノーベル化学賞が授与されました。しかし、これらの分子マシンの大きさは1ミリメートルの百万分の1程度しかありませんので、小さすぎて肉眼では動く様子を見ることができません。このため次のステップは、分子マシンを集積し、目に見えるマクロな大きさで実際に動く材料を開発することです。今回、本研究では、結晶という材料自体がロボットのように歩いたり走ったりして移動することを見出し、またその推進力の発生メカニズムも明らかにすることができました。
 少子高齢化に向かうこれからの社会において、人に寄り添うロボットの必要性が高まっています。とくに最近は、有機材料でできた柔らかくて軽いソフトロボットが注目されるようになってきました。今回開発したロボット結晶を使うことで、新方式のソフトロボットが実現することが期待されます。

発表のポイント
■ 世界初の「ロボット結晶」を開発しました。
■ 相転移により屈曲した結晶が移動する推進力は、結晶の非対称な形から発生することを明らかにしました。
■ ロボット結晶を使った新方式のソフトロボットが実現することが期待されます。

本研究成果は、2018年2月7日(水)付の英国Nature Publishing Groupのオープンアクセス科学雑誌『Nature Communications』に掲載されました。

図1 結晶の尺取り虫歩行
図2 結晶の高速走行

 

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