弘泉堂鍼灸接骨院
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極小ロボットの未来
2020年09月28日 [色々なこと]
お疲れ様です。院長です。

9月28日の月曜日でございます。

9月も残り2日となり、月末の支払い週間の真っ只中でございますよ。

大体、26日から支払いがチョコチョコ始まるんですが、今月は26日が土曜日って事で、26日、27日の分が今日から一気に引き落とされるんでございますよ。

この引落しってヤツ、お金に余裕があって口座に残高が余ってる場合、問題ないんですが余裕がない場合、入金しとかなきゃいけません。

つまり、計算していくら必要だってんで入金したりするのも結構な作業なんですよね。

それと給料計算と、明細作成ですな。

これはリアルに計算がめんどくさいですし、明細も人数分作らなきゃいけません。

てな月末作業がやってくる9月の終わり、今日も元気にネタにいきましょう。

今日は最先端のロボットのお話しでもいってみようかと思います。

未来のロボットと聞いてどんなものを想像するでしょう?

大体が、人型のロボットか、もしくはアニメに出てくるような巨大ロボットを思い浮かべると思うんですが、今日の主役は極小のロボットなんですね。

米コーネル大学のグループが「Nature」(8月26日付)で発表したのは、もはや肉眼では見ることができない、ゾウリムシよりも小さなマイクロロボットの大群なんだそうです。

将来的にはこのマイクロロボットを人間の体内に入れることで、健康管理をしてくれたり、病気と闘ってくれたり、あるいは作物の病原菌を駆除してくれることが期待されているんだそうですよ。

かつてインテルの創業者ゴードン・ムーアは、「半導体の集積率は18ヶ月で2倍になる」と予測したんだとか…。

それから50年、「ムーアの法則」と呼ばれるこの予測はピタリと的中し、半導体は猛スピードで進化しました。

では、半導体ってなに?

言葉は聞いたことあると思うんですが、詳しくはよく分からないやって人も多いと思うんで、簡単に解説しますと、「半導体」そのものは、電気を良く通す金属などの「導体」と電気をほとんど通さないゴムなどの「絶縁体」との、中間の性質を持つシリコンなどの物質や材料のことを指します。

で、ここに登場した「半導体」とは材料のことではなく、いわゆる「半導体集積回路」と呼ばれる、多数のトランジスタなどを作り込み配線接続した回路の事で、この装置は、情報の記憶、数値計算や論理演算などの知的な情報処理機能を持っており、電子機器や装置の頭脳部分として中心的役割を果たすもんなんです。

ですから、この半導体の進歩がロボット工学の進歩と言っても過言ではないわけですな。

そのおかげで、人間の目に見えないほど小さく、それでいて複雑な動作を行うことができるロボットはますます現実的なものになってきています。

ですが、そのためには1つ問題がありました。

それは極小のロボットを実際に駆動させる極小のアクチュエーター(入力されたエネルギーもしくはコンピュータが出力した電気信号を、物理的運動に変換する、機械・電気回路を構成する機械要素)がないということです。

従来のやり方で設計されたアクチュエーターは、小型化しすぎるとうまく作動しなくなってしまうんですね。

かといって、磁気を利用したシステムでは、ロボットの「脳」である電子機器と組み合わせることが難しく、小型化はこの問題をクリアしなければいけない所に差し掛かっていたわけです。

そこでマーク・Z・ミスキン氏らが考案したのは、電気化学的な方式で動作するアクチュエーターです。

アクチュエーターといっても、モーターの類ではなく、200マイクロボルトという低電圧でパタパタと動く小さな「脚」なんだそうです。

この新開発の「脚」は、片面を「グラフェン」や「チタン」のような不活性素材でコーティングされた、厚さわずか7ナノメートルのプラチナ製シートでできています。

これを水の中に沈め、そこに電気を流すと、電荷を帯びた水の粒子が引き寄せられてコーティングされていない面にくっつきます。

すると、その力によってプラチナ製シートが曲がります。

コーティングされた面には負荷がかかり元に戻ろうとするので、電気が止まれば再び真っ直ぐになります。

またシートの曲げたくない部分に補強をほどこせば、ちょうど膝の関節のような思い通りの動作をするよう調整だってできるようになるんだそうです。

電気化学反応に必要な電気自体は、ボディに搭載された2枚の極小ソーラーパネルを使い、それぞれにレーザーを照射すると電圧が生じ、脚がパタパタと前後に動くと…。

まぁ、細かい点は分からなくてもだいじょうぶなんで、先に進みますが、製造の点でも目を見張るべきものがあります。

それは、「リソグラフィ」という既存のマイクロチップ生産技術を応用して、ボディと脚を同時に大量に製造することができるんだそうです。

10センチのウェハーの上に、一度に作られるマイクロロボットは100万個。

おびただしい数のロボットが一気に作られるだけあって、1個あたりの製造コストはわずか0.01円という低コストなんだそうです。

で、完成したマイクロロボットは、幅40マイクロメートル、長さ70マイクロメートルだそうです。

これは、ゾウリムシよりも、人間の髪の毛よりも、塩の粒よりも小さく、注射器で人体に注入できるほどなんですよ。

それでいて丈夫で、38度近い温度の変化に耐えられ、酸にも強いそうです。

現時点では、10ナノワットのパワーしか発揮できず、大したことはできませんし、内蔵のバッテリーがないために、外部からレーザーを照射し続けなければなりません。

それでも、自動で稼働する極小ロボット開発へ向けた大きな一歩であることは間違いありません。

マイクロチップと組み合わせることで、将来的には人体内でがんと戦ったり、作物の病原菌を駆除したりするなど、さまざまな複雑な任務を担えるようになると期待できるそうなんです。

注射器で体内に入るサイズってことなら、血管内を見回ることも出来るでしょうし、内視鏡代わりに使えるかもしれません。

胃カメラとかもういらなくなるかもねぇ…。

最終的には、こういったロボットを、身体の中に常駐させ、異変があれば警告されるとかになると、ますます人類の寿命は延びちゃうね(笑)

わたくし院長の生きてるうちは完成しないでしょうけど、これも楽しみな技術ですね。

ではまた〜。


020928


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