小さなパーツへの分裂&再結合ができる「磁性流体ロボ」を開発
小さなパーツへの分裂&再結合ができる「磁性流体ロボ」を開発 / Credit: Science X: Phys.org, Medical Xpress, Tech Xplore – Tiny soft robot can split into tinier bits then reassemble after passage through small spaces(youtube, 2022)
technology
Tiny soft robot can split into tinier bits then reassemble after passage through small spaces https://techxplore.com/news/2022-09-tiny-soft-robot-tinier-bits.html Liquid robot can split into tiny droplets and reform into a blob https://www.newscientist.com/article/2338260-liquid-robot-can-split-into-tiny-droplets-and-reform-into-a-blob/
Scale-reconfigurable miniature ferrofluidic robots for negotiating sharply variable spaces https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq1677

2022.09.20 Tuesday

まるでヴェノム!小さなパーツへの分裂&再結合ができる「磁性流体ロボ」を開発

まるで”ヴェノム”のようなスライム様ロボットが開発されました。

台湾・東呉大学(とうごだいがく、Soochow University)の研究チームは、このほど、独マックス・プランク知能システム研究所(MPI-IS)、中国・ハルビン工業大学(HIT)との共同で、「フェロフルイド(磁性流体)」を用いたソフトロボットを開発。

外部磁力によって移動し、狭い通路は小さな断片に分裂して通り抜け、その後は再び一つに結合できるとのこと。

この技術は、人体の狙った場所に薬剤を運ぶ「ドラッグ・デリバリー・システム」として応用が期待されています。

研究の詳細は、2022年9月16日付で科学雑誌『Science Advances』に掲載されました。

外部の磁力によって、形状変化や分裂が可能に

近年、ロボット工学の分野が発展するにつれて、世界中のエンジニアが、ハードとソフトを問わず、新たなロボットの開発に取り組んでいます。

本研究チームは今回、透明なオイルに磁性酸化鉄ナノ粒子を懸濁(けんだく)させた「フェロフルイド(磁性流体)」を用いて、新たなソフトロボットを作製しました。

この磁性流体ロボは、約1センチほどの黒いスライムの様な形をしており、外部からの磁力によって動きが操作されます。

通常のハードな機械とは違い、材料が非常に緩やかにしか結合していないため、必要に応じて形状を変えることが可能です。

研究者によれば、1センチから、数ミリメートルあるいは数マイクロメートルのサイズまで分裂できるとのこと。

磁性流体ロボが磁力によって分裂する様子
磁性流体ロボが磁力によって分裂する様子 / Credit: Science X: Phys.org, Medical Xpress, Tech Xplore – Tiny soft robot can split into tinier bits then reassemble after passage through small spaces(youtube, 2022)

実験では、磁性流体ロボを外部の磁場によって操作することで、複雑な迷路の中を誘導し、ときには形状を変えることで、障害物を乗り越えられることも証明しました。

たとえば、狭い通路を通るときはロボットを細長くしたり、また、多孔質な素材を通過する際は、任意の小さなパーツに分裂させます。

いずれの場合も、ロボットは簡単に1つの丸い形状に戻り、その後も難なく旅を続けることができました。

また、このロボットは、用途に合わせて、さまざまなサイズで作ることができます。

磁性流体ロボが迷路を通る実験
磁性流体ロボが迷路を通る実験 / Credit: Science X: Phys.org, Medical Xpress, Tech Xplore – Tiny soft robot can split into tinier bits then reassemble after passage through small spaces(youtube, 2022)

磁性流体ロボは、生体への侵襲や、それに伴う物理的なダメージを最小限に抑えられるため、生体医療への応用において大きな可能性を秘めています。

具体的には、脳内や肺結節のように、従来の方法ではアクセス困難な場所に薬剤を運ぶ手段として役立つでしょう。

本研究には参加していない、英リーズ大学(University of Leeds)のピエトロ・バルダストリ(Pietro Valdastri )氏は「この技術は”ゲーム・チェンジャー”になる」と指摘します。

というのも、患者が薬剤を積んだロボットを飲み込むと、消化管の中で複数のパーツに分裂し、それぞれの目的地に応じて、必要な薬をピンポイントで届けられるようになるからです。

それ以外にも、脳卒中の原因となる脳の血栓を除去するのにも使えるかもしれません。

変形と分裂によって、人体の狭い部分も通過できる
変形と分裂によって、人体の狭い部分も通過できる / Credit: XINJIAN FAN et al., Science Advances(2022)

その一方で、実用化のためには多くの障害を克服しなければならないことも事実です。

最も明白なのは、体内に入ったロボットを外部から正確にコントロールできるような磁気制御システムの開発でしょう。

この技術が確立されないことには、ロボットは移動もできなければ、分裂、再結合もできません。

しかし、こうした課題を克服できれば、ワイヤレス医療の革新的な技術になることが期待されます。

みなさんのおかげでナゾロジーの記事が「Googleニュース」で読めるようになりました!
Google ニュースを使えば、ナゾロジーの記事はもちろん国内外のニュースをまとめて見られて便利です。
ボタンからダウンロード後は、ぜひフォローよろしくおねがいします。
App Store からダウンロード Google Play で手に入れよう

テクノロジーのニュースtechnology news

もっと見る

役立つ科学情報

注目の科学ニュースpick up !!