3 Dタイプの昆虫「フレキシブルロボット」の登場する専門家は、各分野の研究の進展を加速すると語っています。

3 Dプリントは新しい分野にどんどん進出しています。

先日、米カリフォルニア大サンディエゴ校の研究者が3 D印刷技術を利用してフレキシブルロボットを作ったと報じられました。全体の印刷過程は簡単で、しかも速いです。この方法では、3 Dプリンタだけで昆虫のようなフレキシブルなロボットを作ることができます。

その中で最も重要な技術ブレークスルーは3 Dフレキシブルな骨格をプリントアウトすることである。柔软な骨格は伝统的な柔软なロボットとは异なり、昆虫の仕组みのように、特定の地域で剛性を强めます。聞くところによると、完全に組み立てられた種類の昆虫柔軟ロボットは、いくつかの柔軟な骨組みからなっている。各骨格組立体は、約10分間の印刷時間が必要です。2時間以内に、1つの完成品をプリントして組み立てることができます。

注意すべきことは、この技術は大幅にコストを削減することです。その単一のコンポーネントの3 Dプリントのコストは1ドル以下で、それ以外の一番高い部品は電源、センサー、電池を処理することです。科学研究関係者は21世紀の経済報道記者の取材に対し、このような新しい3 D印刷技術は、各分野の科学研究の進展を加速させることに役立つと考えています。「3 Dプリントがないと、実験中に自分で適した部品を探す必要があります。特別な注文方法を取るなら、コストが高くて、絶対に1ドルを超えます。

生体模倣の分野の発展を促進する。

近年、3 D印刷技術は高速成型技術として成熟しつつある。この技術はデジタル三次元モデルを図面として、デジタル技術材料のプリンタを採用して、層ごとに印刷して製品を製造することを実現します。現在、多くの企業が3 D印刷技術で作られた部品を使い始め、自動車、航空、歯科、医療などの各分野に広く使われています。

3 D印刷のフレキシブルな骨格は，剛性材料を柔軟な薄いポリカーボネート板に印刷して作るのが主な方法であることがわかった。開発中の3 Dプリント技術は、蛇の形をプリントするフレキシブルなロボットの製作など、生体模倣分野の研究進捗を大幅に向上させることができます。蛇の形の柔軟なロボットは複雑な地形や多层多隙地形の実地調査に応用できます。地震後の倒壊階の捜索など、複雑な地形や場面で活躍します。

また、昆虫柔軟ロボットを例にとると、トンボの翼のテクスチャが複雑なため、優れた飛行性能と機動性を持ち、3 Dプリントしてトンボの翼の構造をシミュレートすることで、微小な飛行器の気動力に関する理論を深く研究することができます。これまで、浙江大学寧波研究院に勤務していた張晟教授と彼のチームは、トンボの翼の重要な構造を研究対象に、風洞実験による可視化方法を研究しました。

3 Dプリント技術によって、3つの脈構造のトンボの翼を作った。開放式ノード構造、閉鎖式ノード構造（プログレッシブ付き）と剛性翼。ウィング構造の変形を高速カメラで風洞で可視化する方法を用いて調べ，ノード構造のウィングの滑り飛行における役割を調べた。実験により，翼構造に対するノードの柔軟性の影響の程度を調べた。また、閉じたノードの翼（バンドリミットレス）は、関節の強度と剛性を失うことなく静脈構造を柔軟にします。

「トンボは自然界でフライトの達人と言われています。嵐の中でもバランスを保っています。3 Dプリントの昆虫フレキシブルロボットを利用して、飛行機の極端な条件下での運行をよりよくコントロールできます。例えば、強風や大雨などの極端な天気です。私たちはトンボの翼を学ぶことによって、より良い飛行翼を作ることができます。マイクロフライトの発展に役に立ちます。張晟教授は21世紀の経済報道記者に対して表しています。

使用コストを下げる

3 Dプリント技術は各大手製造業の分野に広く使われているだけでなく、技術が簡単で安価で、快速成型の長所も研究者に喜ばれています。手間がかかった実験材料は、3 D技術を使って手元にプリントしやすく、各研究分野の研究速度を大幅に加速します。

前述のフレキシブルロボットの印刷方法は、特殊な設備は必要なく、数分間で柔軟な3 Dプリントロボットを作成することができます。研究者はソフト素材を剛体ロボット本体に添加せず、ソフト本体から着手し、キーコンポーネントに剛性の特徴を追加しました。これらの構造のインスピレーションは昆虫の骨格から来て、骨格は柔軟な部分があります。

この技術により、少ない手作業で組み立てさえすれば、大きなフレキシブルな骨格ロボットが構築され、レゴのような部品庫ができ、ロボットの部品を簡単に交換できます。同時に、3 Dプリント技術は、3 Dプリント技術を一体化させたクロスタイプの学科を生み出します。

過去には3 D印刷技術も皮膚に関する研究に使われていた。中国科学院上海高等研究院に勤める曽祥瓊教授と彼女のチームは、新型の圧力抵抗式皮膚センサーを設計し、人体の皮膚のテクスチャと感度を模擬しました。これは架橋した表面にカーボンナノチューブが分布しているポリジメチルシロキサンミクロスフェア（MPs）からなる新しい材料であり，3 D印刷によって形成される。

これらのセンサーによって作られた電子皮膚は、その模量が人体の皮膚と似ています。また、外力によって弾性変形が発生します。人体の皮膚の接触行為をシミュレーションして、せん断力に対する電子皮膚の応答を調べたところ、触覚センサーは加えられたせん断力に対して敏感度が高く、応答時間が短く、耐久性が高く、柔軟性が強いという長所があることが分かりました。

前述の科学研究業界関係者によると、電子皮膚の力学的性質は人体の皮膚と似ているため、電子皮膚は実際の肌に装着でき、皮膚のように運動に関係する皮膚の歪みに適応できるという。3 D印刷フレキシブル触覚センサは、皮膚パッチセンサネットワークや植生生物医学装置などの様々な工学的応用に利用できることが期待されている。今後の作業において，異なる微細構造デバイスのセンシングとトライボロジー特性とデバイスの小型化と拡張性の設計を系統的に研究する。

しかし、自動運転、3 Dプリント、または量子計算などの新興技術は、まだ消費レベルの突破を待っています。5 Gの発展と産業インターネットの開通により、3 Dプリント技術はより多くのシーンで着地する見込みです。