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チェリオがくっつく様子が新しい種類のロボットにインスピレーションを与えた

蛍光染料を使用したアルコール燃料を放出するチェリオスをイメージしたロボットジャクソン・K・ウィルトら。 2024年 カブトムシが池の上を浮遊し、チェリオスが群生するのと同じ現象 シリアルボウルの中でそれらを組み合わせて、小さな浮遊ロボットを作ることができます。 その 1 つであるマランゴニ効果は、表面張力の低い流体が表面張力の高い流体の表面全体に急速に広がるときに発生します。この効果を利用するのは、 ステニアス ステヌシンと呼ばれる物質を分泌することで池を飛び回るように進化したカブトムシや、石鹸で動くおもちゃのボートなどがあります。 これを技術者がどのように利用できるかを調査するため、ハーバード大学のジャクソン・ウィルト氏と同僚は、直径約1センチの丸いプラスチックのパックを3Dプリントした。それぞれの内部には浮力のための空気室と、水よりも表面張力が低いアルコールが10～50パーセントの濃度で入った小さな燃料タンクがあった。パックからアルコールが徐々に漏れ出て、パックが水面を横切っていきます。 研究チームは、最終的に水を汚染してマランゴニ効果を台無しにする石鹸とは異なり、蒸発するアルコールを燃料として使用した。アルコールが強いほど結果が良いことがわかりました。 「ビールはかなりまずいでしょう」とウィルトは言う。 「ウォッカはおそらくあなたが使用できる最高のものです。アブサン…推進力がすごいでしょうね。」最高速度では、ロボットは毎秒 6 センチメートルで移動し、いくつかの実験ではパックが 500 秒も推進されることが確認されました。 複数の燃料出口を備えたパックを印刷し、それらを貼り合わせることで、研究者は、広い曲線を描いたり、その場で回転したりするより大きな装置を作成することもできます。複数のパックを使用することで、研究者はシリアルやその他の同様の浮遊物体がクラスター化する「チェリオス効果」を調査することもできます。これは、それらが流体中でメニスカス、つまり曲面を形成し、これらの表面が互いに引き寄せられるために発生します。 ウィルト氏は、3D プリントされたデバイスは、学生が表面張力に関連する概念を直観的に理解するのに役立つ教育に役立つ可能性があるが、より複雑でエレガントな動作を生み出すように慎重に設計されれば、環境プロセスや工業プロセスへの応用も期待できると述べています。 たとえば、環境全体に分散させる必要があり、適切な燃料としても機能する物質がある場合、ロボットはそれを自動的に周囲に分散させることができます。 「化学物質を放出する必要がある水域があり、それをより均一に分布させたいとします。または、時間をかけて物質を堆積させる必要がある化学プロセスがあるとします」とウィルト氏は言います。 「ここには本当に興味深い行動があるような気がします。」 トピック: #チェリオがくっつく様子が新しい種類のロボットにインスピレーションを与えた