危険を察知して丸まるアルマジロ型の装甲、米NC州立大がソフトロボット向けに開発

触れた瞬間に殻が丸まって機器を包む——米ノースカロライナ州立大学(NC State)の研究チームが、そんな装甲モジュールを開発した。アルマジロが身を丸めて天敵から守る仕草を手本にしたもので、「Morpho-Interlocking Protective Module(MIPM)」と名付けている。柔らかく曲がる「ソフトロボット」や薄くて折れやすい電子機器を、必要な時だけ硬い殻で覆って衝撃から守るのが狙いだ。論文は2026年5月27日、英科学誌Science Advancesに掲載された。

モジュールは3層構造になっている。外側は、3Dプリンタで作った樹脂のうろこを連ねた「外骨格」として働く。真ん中は「センサー兼アクチュエーター層」で、銀のナノワイヤを練り込んだ柔らかいひずみセンサー、加熱で縮む液晶エラストマー、加熱で伸びる耐熱フィルム「カプトンテープ」、加熱を担う導電性の布地の4つの要素からなる。内側は、厚紙を山折りにして硬い樹脂の小さな板(うろこ状の節)を並べた「内骨格」だ。

センサーが触れられたり叩かれたりすると、コントローラーがヒーター層に電気を流す。加熱で液晶エラストマーが縮み、同時にカプトンテープが伸びるため、層全体が一気に湾曲する。湾曲が進むと内骨格に並んだうろこ状の節同士が噛み合い、ロックされて硬い「骨」になる。柔らかいシートが、その場で衝撃に耐える装甲へと姿を変える仕組みだ。

試作機では、内骨格に10枚の節を並べた状態でおよそ10ニュートン、約1kgの押す力に相当する衝撃に耐えた。節の数を増やすほど硬く強くなる一方で重くなるため、運ぶ機器の重さに合わせて設計を調整できる。研究チームは、狭い岩場に潜る捜索救助ドローンや、関節に埋め込む医療機器、薄型の電子機器など、応用先は広いとしている。3Dプリンタとセンサー、フィルム素材で成り立つ仕組みは、自作のドローンや小型ロボットを守る発想にも応用が広がりそうだ。

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Split image: left side shows a cross-section turbine with teal blades; right side shows a brown, scaly dinosaur head sculpture.

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