芝浦工業大学工学部機械機能工学科の前田真吾教授、同大学院博士（後期）課程の桑島悠氏らの研究チームは、人びとの日常生活に適応し、かつ安全性を備えた「ソフトロボット」の小型設計と静音駆動を目指して研究を続けてきた。ソフトロボットへのセンサの搭載は、多機能化をもたらすことが期待されるが、配線の複雑化と大型化が課題である。また、ソフトロボットに使用される流体システムには、大型で重く、騒音の出るポンプが駆動源とされることが一般的であり、ソフトロボットの軽量・小型化を阻んでいる。
こうした中、今回、本チームは複雑な部品を使用せずにソフトロボットの流体の駆動と検知を実現する「電気化学デュアルトランスデューサ（ECDT）」の開発に成功した。ECDTは、電気化学反応を動力源とするシンプルかつ軽量、静音、そしてセンシングが可能なポンプである。ECDTを利用したソフトロボットは、流体の流れを感知し、それによって電気化学反応を活性化させて電流を増加する「セルフセンシング」アクチュエーション作動をすることができ、静音・小型・軽量化の達成につながる。
ECDTは、本チームが以前に開発した、電気化学反応により誘電体液中に流れを発生させる「電気流体力学」（EHD）ポンプを発展させたもの。平面電極の対称的な配置で構成されており、電圧を変えるだけで流れの方向を簡単に制御できるなど、特別な装置や複雑な加工を必要とせずに製作できるという。
数理モデリングによってセンシングメカニズムを明らかとし、実証実験では、ECDTで吸盤を駆動して物体を検知し、掴んで離すという動作を行わせてセンシング性能を評価した。
今回の技術は、機能性と小型化を両立したソフトロボットの開発に寄与するものと期待される。
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