ヤモリの足のデバイスは、足を完璧にグリップするためのソリューションを提案しました

自然は再びデザイナーに解決策を提案します。 Geckoの足は60年前にすでに自動車エンジニアにタイヤのトレッドパターン（Lamels）を促しました。 現在、スタンフォードの機械技術者であるマーク・クトスキーは、ヤモリの足の構造に基づいた材料を使用して、あらゆる表面に登ることができるスティッキーボットのロボットを作成しました。



小さな爬虫類が滑らかなガラスの上に垂直に登れるのと同じように、Stickybotは複雑なヤモリの足の画像で作成された脚の配置のおかげで滑らかな表面に登ることができます。



スティッキーボットの主任設計者、機械工学の教授、工学センターの共同ディレクターであるマーク・クトスキーは、過去5年間にわたって全国の科学者と協力してそのようなロボットを構築してきました。



レンガの壁やコンクリートなどの粗い垂直面を登ることができるロボットを開発した後、Kutkoskyはガラスや金属などの滑らかな表面に切り替えました。 そして、ヤモリを思い出しました：「遅くて非効率的な吸盤方式に加えて、別の解決策はヤモリが使用するドライヒッチを使用することです。」

ヤモリの不思議

ヤモリのつま先には、ラメラと呼ばれる数百の弁状のリブがあります。 各rib骨には、人間の髪の毛よりも10倍細い何百万もの毛があります。 顕微鏡で見ると、各髪はへらと呼ばれる小さな房に分かれており、枝毛のように見えます。 これらのフィラメントは非常に小さく（数百ナノメートル）、表面分子と相互作用します。

ヤモリの足の鎖の分子と表面の間の相互作用は、 ファンデルワールス力と呼ばれる分子吸引力を引き起こします。 ヤモリは、すべての重量を1本の足に掛けて保持し、ガラスに押し付けてから簡単に取り外すことができます。 それらは、一方向に引っ張った場合にのみ保持されます。指は片面接着剤のようなものです」とKutkosskyは言います。

Geckoロボット

この方法は、ロボットの脚を取り付けたり外したりするのにそれほど労力を必要としないため、重要です。

「他の方法は、足にチューインガムをつけて歩くようなものです。足を絞る努力をし、次に足を引き裂く努力をしなければなりません。 この方法はフックとフック解除に似ています」とマークは言います。

これを実現した後、Kutkosskyと彼のチームは、同じ効果を持つロボット用の人工材料をどのように入手するのか疑問に思いました。 彼らは、金型から作られたミニチュアポリマーの毛をもつゴムのような素材で試しました。



設計者はこの素材を子供の手の大きさであるロボットの脚に配置しました。ロボットは機械的なトカゲに似た表面を簡単に登ることができました。



2009年に開発された最新バージョンには、ラメラとヤモリの毛に似た2レベルのシステムがあります。 「毛」は、第1の実施形態よりもさらに薄くなった-約20ミクロン、これは人間の髪の5倍の薄さである。 これらのバージョンはさらに高い負荷に耐え、Stickybotがボード、ガラス、金属などの表面を登ることができます。



このようなロボットは、危険な場所やアクセスできない場所へのアクセスに役立ちます。

未来

チームの新しいタスクは、人間が使用する材料の使用を拡大することです。 Z-Manと呼ばれる技術はすでに開発中です。



Kutkosskyと彼のチームは、持ち上げ中に回転できるスティッキーボットの新しいバージョンにも取り組んでいます。材料は一方向のみに固執するため、回転するには脚を回転させる必要があります。 これを行うには、ヤモリのように足首を回転させます。 逆さまに下るヤモリの足を見てみましょう-彼らは逆さまです。 そうである必要があります、そうでなければそれは落ちます。



このプロジェクトは、国立科学財団と国防総省国防高等研究計画局（DARPA）によって資金提供されています。 これらの研究は、8月2日にApplied Physics Lettersに掲載された記事「フィブリルの形態が接着特性に及ぼす影響」に記載されています。



出典： スタンフォードニュースサービス