機械の複雑さの壁 ロボットは、機械、電気、情報、通信の分野を中心に技術を統合して組み上げられた、メカトロニクスを基盤としたシステムである。産業分野では、そのメカトロニクス技術を用いて「精密」「確実」を追及し、さまざまな成果を挙げている。工場内での活躍だけでなく、人間と機械が共存す…Read More

太陽電池がソフトロボットに果たす役割 ソフトアクチュエータを利用したソフトロボットのアプリケーションを駆動させる際には、大なり小なり電力が必須である。環境から電力を得る「エナジーハーベスティング」技術が近年盛んに注目を集めており、この技術とバッテリーを組合せた電力供給システムをフ…Read More

はじめに ソフトロボティクスは「柔軟材料に特有の機械的・電気的・化学的性質を積極的に利用したロボットシステムに関する学問分野」である（1）。生物の身体の多くの部分は柔軟材料で構成されているので、生体はソフトロボットの手本となり得るが、生物そのものを複製することは不可能である。そこ…Read More

近年、機械学習の分野において、物理系のダイナミクスそれ自体を計算資源として活用する情報処理技術、Physical Reservoir Computing（PRC）が提案された。この手法に基づいて、やわらかい素材が変形する際の高次元で複雑なダイナミクスがきわめて高い情報処理能力を有…Read More

有史以来、科学技術はひたすら｢パワー｣と｢確実性｣を追い求めてきたとは言えないだろうか。我々エンジニアの多くは確実かつ力強い動作を求め、頑丈な機械設計、強い材料開発、高速で確実な情報処理などを追求してきた。 しかし近年、機械・電子、材料科学、情報科学など複数の異なった分野で、｢や…Read More

はじめに 最近5年ほどのソフトロボット研究の進展は目を見張るものがある。この分野の研究はロボット工学の専門雑誌で多数発表されているに留まらず、ScienceやNature等のような学際分野の研究者をターゲットとしたトップジャーナルにも頻繁に論文が採択されるようになってきた。筆者ら…Read More

はじめに ソフトロボティクスの一つの目標はやわらかなマテリアルに複雑な情報を処理できる知的な機能を実装することである。これは崇高な目標であるが、人工物でなければ身近な例がある。生物である。電気の供給もCPUもない生物が進化の過程を経て獲得したやわらかい素子による知的機能はソフトロ…Read More

飛翔と遊泳における身体のやわらかさ やわらかい身体の変形と流体力の相互作用 移動は、ロボットにおいても生物においても、身体に求められる主要な機能の一つである。その中で飛翔と遊泳という移動方法では、身体が空気または水という流体の中を、地面などの他の固体と接触することなく、身体に働く…Read More

はじめに 本研究課題では、新学術領域「ソフトロボット学」において｢しなやかな動き｣創出のための、ソフトアクチュエータに関する研究をテーマとしている。電圧印加によって変形する電気活性高分子や熱による形状記憶合金・ポリマーや流体駆動アクチュエータなどさまざまな原理のソフトアクチュエー…Read More

はじめに 柔らかい身体を有するロボットを構築する際、従来の「硬い」ロボット機構における従来型の設計・作製方法が必ずしも有効とは限らず、接着や自己組立などの新たな設計・具現化手法を新規に適用・開発していく必要がある（1）。 本研究では、全方向に分岐・分裂が可能な膨張式の枝分かれロボ…Read More

はじめに 積層造形技術の特徴はいろいろ挙げられるが、最大の特徴はこれまで他の加工方法では製作困難であった、もしくは製作できなかった形状の製品が製作できることである。近年、航空宇宙分野や医療分野を中心に、積層造形体の適用がますます進んできており、機能性部材のみならず構造部材へ適用さ…Read More

はじめに 金属積層造形プロセスにおける課題 金属3Dプリンタによる積層造形は、従来の加工法では実現できなかった複雑な内部構造を持つ製品などを製造でき、また少量多品種の製品を同時に造形できることもあり、21世紀のものづくりにとってその活用が期待されている。金属3Dプリンタには、敷き…Read More

ゲルとは ゲルとは、液体を含む柔軟で大変形可能な網目構造である。多量の溶媒を吸収した膨潤ゲルは固体と液体の中間の物質形態である。身近なものでは、こんにゃくやゼリーのような食品をイメージすると理解しやすい。私たちの身体を構成する筋肉、内臓、軟骨、眼球のような生体軟組織も、タンパク質…Read More

はじめに 近年、金属粉末を利用した三次元積層造形技術（Additive Manufacturing）はパウダベッド方式以外の装置開発も盛んに行われ始めている。欧米では装置開発のみならず、製造ソリューションとして設計から後処理までの提案がされており、製造スループットの向上やトータル…Read More

はじめに Additive Manufacturing（AM）あるいは3Dプリンティングと呼ばれる技術は、1980年代に光造形（光重合硬化）から始まり、その後、粉末床溶融（以下、パウダーベッド）、溶融物堆積（材料押出し）、指向性エネルギー堆積（以下、デポジション）などが開発され、…Read More

はじめに 本特集の主題である3Dプリンティングを含む金属積層造形（Additive Manufacturing、以後AM）技術については、性能検証を目的としたRapid Prototypingとしての活用例もある（1）が、製品に搭載する部品の製造技術として活用することを主眼に技術…Read More

はじめに コンクリート分野におけるCO2排出の現状と抑制対策 土木・建築分野に関わるCO2排出量は、セメント製造時や構造物に使われている鉄筋や鋼材などの製造時におけるCO2排出までカウントすると、全産業の約1/4を占めている（1）。したがって、コンクリート分野でのCO2削減は地球…Read More

地球温暖化対策としてのCO2地中貯留技術　 国内CO2地中貯留は安全に20万tを達成した   はじめに 北海道苫小牧市におけるCCS大規模実証試験は、2012〜2017年度は経済産業省、2018年度は国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事…Read More

はじめに 気候変動問題は国内外においてその対策の重要性が増してきている。二酸化炭素回収貯留（CCS）や二酸化炭素回収有効利用（CCU）技術（本稿では両者あわせて「CCUS」技術と呼ぶこととする）は気候変動緩和においてキーとなる技術として期待が寄せられている。一方で、気候変動に関す…Read More

バイオジェット燃料利用推進の枠組み バイオジェット燃料は、航空機運航における温室効果ガス（Greenhouse gas:以下、GHG）排出量の削減手段として期待されており、航空業界で導入推進が取組まれてきている。ICAO*1では2013年に、2020年以降のGHG排出の削減に関す…Read More