デコボコな壁でも吸い付く「スパイダーマンロボット」が開発される

物体に触れずに「つかめる」ロボットアームが開発される

スパイダーマンのように壁を登るロボットはこれまでにも開発されてきましたが、滑らかな表面の壁でしか活躍できませんでした。

そこでシン・リー研究員らは、デコボコの表面でも吸着力を保持できる真空吸引ユニットを開発。このユニットには吸盤内と外の圧力差を無くす方法が採用されています。

新開発されたユニットを使うなら、スパイダーマンのように多少荒い表面の壁でも簡単に登ることができるでしょう。

この研究の詳細は「Physics of Fluids」に掲載されました。

従来の真空吸引ユニットの仕組みと弱点

掃除機を使用していて、誤ってカーテンやタオルなどを吸い込んでしまったことがあるでしょう。電源を切らない限り、取り除くのは難しいはずです。この時、掃除機の吸引口内には真空状態が作り出されています。

吸引口が塞がれ新しい空気が入ってこないにもかかわらず、掃除機は内側の空気をどんどん吸い出します。結果、吸引口内の空気密度が小さくなり、一時的な低気圧空間（真空）が作り出されているのです。私たちがよく体感しているように、真空は強い吸着力を生み出します。

同じような原理は工場や壁登りロボットなどの吸盤に広く活用されてきました。これらは真空吸引ユニットと呼ばれています。

空気は気圧が高い所から低い所へ流れる性質を持っています。ですので、吸盤内に低気圧空間(真空)を作り出すなら、吸盤の外から中に空気が入ってこようとします。

上図（a）のように、吸着面が平らであれば隙間を無くすことができるので、空気の流れを遮断できます。結果、真空状態を維持して強い吸着力を生み出せます。

しかし、上図（b）のように、吸着面がデコボコしている場合、そこから空気が入ってきてしまい低圧力空間（真空）を保つことができません。真空吸引ユニットは便利ですが、利用環境が限られているのです。

この問題をどのように解決できるでしょうか？研究者たちは、吸盤の境界の圧力差を無くす（大気圧と同じ圧力にする）ことで、吸着面がデコボコしていても空気が流れ込まないようにしたのです。