Empaの研究者たちは、3Dプリンティング技術を用いて柔軟で弾力性のある強力な人工筋肉を開発しました。
これらの人工筋肉は、医療やロボティクスで利用される可能性があります。人工筋肉は電気的な刺激を受けて収縮し、電圧を切ると元の形状に戻ります。
将来的には、仮想現実での触覚再現や損傷した筋肉組織の置き換えなどにも利用される可能性があります。
Empaの研究者たちが開発した人工筋肉は、柔軟で弾力性のある強力な構造を持ち、医療やロボティクスで利用される可能性があります。この技術は、従来の硬い機械的なアクチュエーターに代わる柔らかく柔軟な部品を提供し、ロボットや医療機器がより人間に近い動きを実現できる可能性があります。
from:Muscles from the printer: Silicone that moves
【編集部解説】
軟性と強度の両立
人工筋肉の核となるのは、電気的な刺激を運動に変換するアクチュエーターです。Empaの研究者たちは、誘電弾性アクチュエーター（DEA）を用いて、シリコンベースの材料を層状に組み合わせることで柔軟性と強度を両立させています。これにより、電圧を掛けると筋肉のように収縮し、電圧を切ると元の形状に戻る動作が可能です。
応用範囲の広がり
この技術は、医療やロボティクスだけでなく、仮想現実（VR）環境での触覚再現や、損傷した筋肉組織の置き換えなどにも利用される可能性があります。特に、VRグローブの開発においては、人工筋肉を用いて仮想世界を触覚で感じられるように設計されています。これにより、ユーザーはよりリアルな体験を得ることができます。
技術的課題と将来展望
現在、人工筋肉の製造には技術的な課題が多く残っています。例えば、材料の特性を最適化する際に、他の特性が悪化することがあります。ただし、EmpaとETHチューリッヒ大学の共同研究により、これらの課題を解決するための進展が見られています。将来的には、人工筋肉を用いた医療用デバイスや、心臓などの人工臓器の開発も期待されています。
社会への影響とリスク
この技術が広く普及することで、医療やロボティクスにおける革新が期待されますが、同時に倫理的な懸念も生じる可能性があります。例えば、人工筋肉を用いたデバイスが誤動作した場合のリスクや、医療用途での安全性の確保が重要な課題となります。規制機関は、これらのリスクを考慮しつつ、技術の進展を支援するための適切なガイドラインを策定する必要があります。
長期的な視点
長期的には、人工筋肉技術が人間の生活に大きな変化をもたらす可能性があります。例えば、仮想現実環境での触覚再現や、医療用デバイスの進化により、人間の感覚や運動能力がさらに高められる可能性があります。また、ロボティクス分野では、より人間に近い動きを実現することで、人間とロボットの共存が進むことが期待されます。
【用語解説】
誘電エラストマー（DEA）:
電気的な刺激を受けて大きな変形を起こす素材で、軽量で高い弾性エネルギー密度を持つ。マクスウェル応力を利用して電気エネルギーを運動エネルギーに変換します。
3Dプリンティング:
デジタルデータを基に立体物を層状に積み重ねて作成する技術。医療やロボティクスなど幅広い分野で利用されています。
アクチュエーター：電気エネルギーを機械的運動に変換する装置。
【参考リンク】
Empa: （外部）
スイスの材料科学研究所で、先端技術の研究開発を行っています。
ETHチューリッヒ大学:（外部）
スイスの名門大学で、技術や科学の分野で多くの研究を行っています。