MITの極細人工筋肉、自重の250倍を持ち上げる

MITメディアラボの研究チームが、従来のモーターを「不器用で前時代的な遺物」へと追いやってしまうような、新世代の人工筋肉ファイバーを開発しました。リード研究者のOzgun Kilic Afsar氏は最近のインタビューで、この「電気流体ファイバー筋肉(electrofluidic fiber muscles)」の詳細を語っています。わずか16グラムの筋肉の束が、自重の250倍以上にあたる4キログラムの重りを持ち上げるデモンストレーションは圧巻です。Science Robotics誌に掲載されたこの画期的な技術は、かさばるモーターや騒々しいコンプレッサー、外部ポンプを一切必要とせず、爪楊枝ほどの細さのストランドの中に駆動システムを完全に自己完結させています。

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数十年にわたり、ロボット工学は電磁モーターという「巨人」に縛られてきました。しかし、強力ではあるものの、モーターは壊れればすべてが止まる脆弱な「単一障害点」でもあります。Afsar氏が説明するように、モーターやギアボックスが一つ故障しただけで、ロボットの関節は完全に麻痺してしまいます。対照的に、この新しいファイバーは生物の筋肉が持つ階層的かつ分散的な性質を模倣しています。私たちの力こぶ(上腕二頭筋)と同じで、数本の繊維が機能しなくなっても、システム全体がいきなり破綻することはありません。この技術の「秘伝のソース」は、ファイバー内部に直接組み込まれた超小型の電気流体力学(EHD)ポンプです。可動部品を一切持たず、電界を利用して流体を動かし圧力を発生させる仕組みです。

当サイトでは以前、この驚くべき技術の第一報として、洗濯可能なロボット・テキスタイルへの応用の可能性をお伝えしました。そのバックストーリーはこちらでご確認いただけます: 自重の200倍を持ち上げる!洗濯機で洗える「人工筋肉」繊維が誕生 。今回のAfsar氏へのインタビューでは、硬い関節に依存した従来の駆動方式から脱却するためのメカニズムと、その背後にある哲学についてさらに深く掘り下げられています。Science Robotics誌の論文を読む(英語)

なぜこれが重要なのか?

これは単に「より強く、より静かなロボット」を作るという話に留まりません。ロボットの造り方そのものを根本から変えるパラダイムシフトなのです。頑丈な骨格を設計してから重いモーターをボルトで固定するのではなく、エンジニアはパワーと動きをロボットの構造そのものに直接「織り込む」ことができるようになります。これにより、人間との接触がより安全な真のソフトロボットや、高度な義肢、ウェアラブルな外骨格(パワーアシストスーツ)への道が開かれます。Allonicsが開発しているような、複雑なロボットの体を織り上げる未来の製造技術( 筋肉のようにロボットを「編む」:ハンガリー発Allonicが720万ドルの調達で挑む製造革命 )と組み合わせれば、ロボットの「体」と「筋肉」が完全に一体化した、驚くほど生命に近い、強靭で静かなアーキテクチャが実現する未来もそう遠くはないでしょう。