ソフトロボット物質の回転式マルチマテリアル3Dプリントと埋め込み非対称空気圧

科学分野:

• ソフトロボット工学
• 材料科学
• 積層造形

背景:

• ソフトロボット物質は、形状変化、アクチュエーション、ウェアラブルデバイスなどのアプリケーションにとって重要です。
• 現在の製造方法は複雑で時間がかかる場合があります。

研究 の 目的:

• 埋め込み空気圧を備えたソフトロボット材料の容易な製造方法を開発すること。
• ソフトロボットのプログラム可能な形状変化動作を実現すること。

主な方法:

• 回転式マルチマテリアル3D印刷を利用して、非対称コアシェルフィラメントを作成しました。
• 様々な寸法（1D、2D、2.5D）の弾性シェルに一時的なチャネルをパターン化しました。
• チャネル特性を定義するために、印刷パラメータ（ノズル設計、回転/押出速度、プリントパス）を正確に制御しました。

主要な成果:

• 埋め込み空気圧チャネルを備えたソフトロボット材料の製造に成功しました。
• チャネルの配向、形状、断面積を制御できることを示しました。
• フェルマーの螺旋アプローチを使用して、手のようなグリッパーを含むソフトロボットの複雑なプリントパスを生成しました。

結論:

• 統合された設計と印刷アプローチにより、ソフトロボット物質の迅速な製造が可能になります。
• この方法により、オンデマンドでプログラム可能な形状変化遷移が可能になります。
• この技術は、用途の広いソフトロボットの開発を進める可能性を秘めています。