生体模倣型の液架橋形成と氷による可逆接合を併用した把持力制御による物体操作技術

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K03747
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 関口 悠 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00712423)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 接着 / マニピュレーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，液滴サイズ調整機構と冷凍機構を備え持つプローブを開発し，凍結現象によるマニピュレート手法を実現することである．既に液滴プローブを用いたマニピュレーションも存在するが，液架橋力は非常に小さいため，把持対象は小さいものに限られていた．液状の高分子が化学反応により硬化することで接着強度を発現するのと同じように，水は氷になることで接着剤として機能する．したがって，液架橋形成後に水・氷の相変化を起こせば，非常に大きな把持力を得られると考えられる．また，一般的な接着剤と異なり，水・氷の相変化は可逆であるため，脱離も可能である．水を使うことで，対象物を傷つけることがない点も魅力的である．一方で，確実なマニピュレートを実現するための課題も多い．そこで本研究では，最終目標の実現へ向け，液滴のサイズを調整する機構をマニピュレータ先端に持たせることで供給レスな液架橋形成システムを検討する，凍結現象による接着力変化の評価法を確立するなど様々な課題の解決を目指す．２年目では，液架橋の確実な形成と液架橋の冷却を同時に実現する機構の開発に取り組んだ．形状の工夫による大きな液滴の形成や液体をグリップするマイクログリッパーの実現に向けて，様々なアイディアを模索し，有力な候補に対しては，プロトタイプを試作し，実験を通して実現の可能性を模索した．液滴の形成は，様々な要因の影響を受けるため，想定よりも評価・改善に時間は要しているものの，目的実現に向け，着実に改良を進めている．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

想定よりも影響因子が多く，様々な要因を考慮しなければならない状況となっているが，現象の理解を着実に進め，少しずつ前進している。

Strategy for Future Research Activity

液滴の形成及びサイズ調整機構の開発に取り組み，マニピュレーションシステムを構築する。