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折り紙ロボットは医薬品の配達を改善する可能性がある

これを共有する 記事 この記事は、表示 4.0 国際ライセンスに基づいて自由に共有できます。 新しい 3D プリント技術により、紙のように薄い「磁性筋肉」を作成でき、これを折り紙構造に適用して動かすことができます。 ノースカロライナ州立大学の研究者らは、ゴム状エラストマーに強磁性粒子と呼ばれる材料を注入することにより、折り紙構造に適用できる磁性薄膜を 3D プリントしました。磁気にさらされると、フィルムはアクチュエーターとして機能し、折り紙構造の動きを妨げることなくシステムを動かしました。 ウィルソン繊維大学の助教授であり、この技術に関する論文の筆頭著者であるシャオメン・ファン氏は、このタイプの軟磁性は、占有スペースが非常に小さいという点でユニークであると述べています。 「従来、磁気アクチュエータは、冷蔵庫に取り付けるような小さな硬い磁石を使用していました。これらの磁石を柔らかいロボットの表面に置くと、ロボットが動きます」と彼女は言います。 「この技術を使用すると、表面積をあまり減らすことなく、折り紙ロボットの重要な部分に直接配置できる薄いフィルムを印刷できます。」 科学者たちは、「折り紙のパターン」を使用して、人体の内部の潰瘍に薬を届ける主なロボットを設計しました。 みうらおり。この技術により、大きな平らな表面をより小さな領域に折りたたむことができます。磁気「筋肉」は折り紙の面に取り付けられており、磁場にさらされると、折り紙が開いて潰瘍の場所に移動するのに役立ちます。ファン氏によると、ミウラオリのデザインは、小さな物体として摂取し、開いて表面積全体で薬を投与できるため、薬の投与に適しているという。 研究者らは、温水を満たしたプラスチック球で作られた模擬胃を使用してロボットをテストした。研究者らは、外部磁気を利用してロボットを胃内で誘導し、潰瘍部位までロボットを操作し、展開した状態に展開し、外部に取り付けられた軟磁性フィルムによって所定の位置に固定することに成功した。この設定により、時間の経過とともに制御された安定した薬物放出が可能になり、安全で非侵襲的な処置が可能になり、患者は通常どおり日常生活を行うことができます。 強磁性粒子を使用するこれまでの試みでは、ゴム溶液に十分な粒子を詰め込むことができなかったため、ロボットを動かすのに十分な力を生成するのに苦労していたとファング氏は言う。大量の粒子を添加すると、液体ゴムが黒くなり、溶液を固化させるために使用される UV が吸収され、適切に硬化できなくなります。熱エネルギーもゴムの固化に役立つため、研究者らは集光板の下にホット プレートを追加して、紫外線を増強しました。 「ホット プレートを追加することで、通常よりもはるかに高濃度の強磁性粒子を使用できるようになりました。これが本当の画期的なことでした」とファング氏は言います。 「より多くの粒子を使用できれば、より多くの磁力を生成することができます。」 研究者らは、別のミウラ折り折り紙パターンを使用して、這って前進するように設計された2番目のロボットも作成しました。磁場に置かれると、ロボットの特定の領域に配置された筋肉が収縮し、前部が持ち上がり、後部が引き寄せられます。フィールドがオフになると、元の位置に戻る動作がロボットを前方に押し出します、つまり 1 回の「ステップ」です。この這う折り紙ロボットは、磁場の強さと周波数によって速度を調整でき、高さ 7 ミリメートルまでの障害物を横切ることができ、砂を含むさまざまな地形に適応できます。 これら 2 つのロボットを総合すると、ロボット工学における軟磁性アクチュエータと折り紙構造の大きな可能性を実証できるとファン氏は述べています。 「これらの筋肉が動作できる折り紙構造にはさまざまな種類があり、生物医学から宇宙探査に至るまで、あらゆる分野の問題解決に役立ちます」とファン氏は言います。 「このテクノロジーのさらなる応用を引き続き探索するのはエキサイティングです。」 論文が登場するのは、 先端機能材料。 ソース： ノースカロライナ州立大学…