【VIP・なんj】【研究】強力な「カーボンナノチューブの人工筋肉」が開発される 応用は心臓ポンプ、衣類 ボトムズ・マッスルシリンダー? [納豆パスタ★]

1 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 06:28:11.65 Ya6mb5L49.net
強力な「カーボンナノチューブの人工筋肉」が開発される
ナゾロジー2021.02.03 WEDNESDAY
https://nazology.net/archives/82099

参考
The University of Texas at Dallas
https://www.utdallas.edu/news/science-technology/unipolar-carbon-nanotube-muscles-2021/
論文
Unipolar stroke, electroosmotic pump carbon nanotube yarn muscles
https://science.sciencemag.org/content/371/6528/494

人工筋肉と言うと肉でできた生体部品というイメージが湧きますが、
実際に現在研究されている人工筋肉は
カーボンナノチューブ(以下、CNT)の糸で作られています。

1月29日に科学雑誌『Science』で発表された新しい研究は、
このCNTの人工筋肉に革新的な技術を見出し、
同じ重量の人間の筋肉の実に29倍の能力を得ることに成功したと報告しています。

CNT繊維による人工筋肉は、さまざまな制約がありましたが、
研究はそうした問題の多くを解決させるものになるようです。

■より合わせた糸で筋肉を再現する

ゴム動力の飛行機を思い浮かべるとわかりやすいですが、
より合わせた糸はらせん状にねじっていくと、収縮していきます。

こうした原理を使い、
髪の毛よりずっと細いカーボンナノチューブをより合わせた糸(CNTヤーン)で
筋肉を再現したものが、CNT筋肉です。

この人工筋肉では、
熱を利用して駆動させる方法もありますが制約が多く、
現在は電気化学的に駆動させる方法が研究されています。


電気が流れると繊維が回転する人工筋肉のカタパルト。 Credit:Nature Newsteam

電気化学的に駆動される筋肉は、
エネルギー変換効率が熱力学によって制限されず、
重い負荷を支えながら大きな収縮が維持できるので有望な方法とされています。

この方法では、CNTが電荷を取り込むことで収縮や伸長といった動作をおこないます。


電荷を取り込んで回転し収縮していく。 Credit:BionicMuscles

ただ、この方法で動作する人工筋肉には動作に限界があります。

電荷を取り込む方向によって、収縮と伸長の動作が変わるため、
基本的に電位はゼロに保たなければなりません。

また、電解質はある範囲の電圧でのみ安定し、
この範囲を超えると分解されてしまいます。

そのため、動作に制限がでてしまうのです。

さらに、CNTの動作に必要な電荷を蓄積する能力(静電容量)は、
電荷を取り込む速度が上がると大幅に減少してしまうという問題もありました。

つまり、筋肉の動作の応答速度を上げると、
出せるパワーが下がってしまうという問題があったのです。

しかし、新たな研究はこの問題を解決させる方法を開発しました。

それが、コイル状のCNTを帯電したイオン性ポリマーでコーティングするというものです。


カーボンナノチューブのより糸に、
電解質がコーティングされた人工筋肉の走査型電子顕微鏡画像。
Credit:The University of Texas at Dallas

この処理により、CNTの筋肉は、単極で動作するようになり、
電解質の安定範囲全体にわたって一方向に動かすことができるようになったのです。

さらに電荷の取り込み速度と、筋肉の出力の向上も同時に達成することができました。

これにより、同じ重量の人間の筋肉が持つ最大能力の29倍の力を、
CNT筋肉は出すことができるのだといいます。

また、これまでの電気化学的な人工筋肉では、電解質に浸して使う必要がありましたが、
研究チームは二重電極の固体電解質でコーティングすることで、
2つのコイル状のカーボンナノチューブが、1つは負に、
もう一つは正に帯電することで液体電解質に浸す必要がなくなったとのこと。

さまざまな画期的な改善ができ、
CNTを使った人工筋肉実現の可能性が一気に高まったようです。

この技術は、ロボット工学や、心臓ポンプ、また衣類への利用など、
さまざまな場面のニーズに応えられるものになるかもしれません。

10 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 06:39:41.53 /GN/1WfE0.net
改造人間
12 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 06:42:23.18 8pjmcw6F0.net
エヴァやガサラキみたいなロボットはなかなか出てこないな
まああれは人造人間か
いまだにモーターが主流なのはちょっと驚きだよな
13 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 06:43:14.54 awwKpHqG0.net
アーマードマッスルスーツ
14 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 06:43:31.78 4GWwCdTF0.net
俺の代わりにソシャゲやってくれるロボットまだ?
15 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 06:48:54.31 GZrD5i9e0.net
スプ…ARMS!
20 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:03:52.48 gA830jVt0.net
AMスーツはよ!
22 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:04:57.53 QVQU08wJ0.net
>>1
>液体電解質に浸す必要がなくなった

不粋だな
破壊されたときに白い「血液」がベチャッと出るのがいいのに・・・

23 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:11:24.94 GAyGYskt0.net
でもポリマーリンゲル液無いじゃん
24 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:12:47.44 1NZjoN020.net
電気ではなく動作でエネルギーを取り出す電池みたいな?
25 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:12:57.22 2WO9zhFU0.net
ハッチこじ開けられる夢の技術
26 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:14:15.86 Umdp9Dpp0.net
外部から信号を送ると人工心臓の稼働がブーストされ血流が増大し〜
みたいなのができそうw
27 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:15:59.16 6RS/eF/L0.net
スプリガンのAMスーツみたいな奴かな
32 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:21:19.78 Cr9ut9d50.net
>>27
とうとうオリハルコンが…胸熱
42 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:57:55.95 /NEGQ4k90.net
>>27
アニメ期待してるで!
28 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:16:41.31 k5cA46Os0.net
レス読まずに書くがエヴァのようなロボットよりロボットぽいロボットの方が強いし実用的だからな。
エヴァよりイデオンの方が強いし。
反論は認めないしもうここには来ない。
30 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:17:37.23 kIJqbBNW0.net
マッスルシリンダーの初出はボトムズじゃなくダグラム
31 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:17:49.28 tjecEo3P0.net
やっとボトムズが!?
34 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:21:55.23 qO7/Bu9f0.net
エロい事に使おう
37 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:33:31.92 Zcs+5ewG0.net
ジャック・ハンマーあたりが取り入れそう
39 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:39:41.63 wKHjfHJa0.net
参考画像

40 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:41:19.39 Oqmciaw50.net
アルンヘム人工筋肉はまだか。
41 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 07:42:48.71 aW2gfKHC0.net
ボトムズの知名度ってどれくらいなの?
45 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:05:37.89 Ya6mb5L40.net
>>41
マッスルシリンダーは小説版だから
スレ立てボタンを押した後で
マイナーすぎたと後悔。
49 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:13:43.55 rDJTh0uz0.net
>>45
アニメの設定画かなんかで人造筋肉とか読んだ記憶が
43 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:01:39.93 R/zFKdpX0.net
アーマードマッスルスーツかな?
44 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:03:10.81 R/zFKdpX0.net
スプリガン知ってる奴けっこういて草
46 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:09:18.22 whnpjBPh0.net
カーボンナノチューブなの
50 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:20:00.32 LC6bSNE50.net
ネトフリいつからだっけ
51 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:28:32.75 BFfLi3HC0.net
これで8秒台確実
56 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:45:44.25 k3Xh966I0.net
>>51
骨がついていかない可能性が微レ存
52 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:33:21.05 xab89P840.net
パラリンピック出身の陸上選手がカーボン義足で世界記録を超えたて何かで読んだ様な
53 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:37:46.11 8Xg84tMz0.net
筋肉は神の作りし芸術ではなかった
でも代謝含めればすごいよね
54 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:44:01.35 RbWgYrrZ0.net
船のスクリューやめて人工筋肉で魚のような推進機構を作れないかな?
あとヘリのローターもトンボの翅を再現したものに置き換える
55 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:45:15.54 4x9pj/aO0.net
たびたびボトムズ出てくるが、こういうときは
ガンダムのほうが通りいいんじゃねえの?

そもそもなんでボトムズなのかよくわかんねえけど

61 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 09:19:49.53 QVQU08wJ0.net
>>55
ガンダムはよく分からんパルス何たらで駆動。映像的にはモーターっぽい。
一方、ボトムズは人工筋肉(マッスルシリンダー)で駆動。映像的には油圧シリンダーっぽい。
83 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 11:14:10.73 xab89P840.net
>>61
マグネットコーティングだからなあ
58 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:53:14.96 dbi2TwTc0.net
草薙素子?
59 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 08:55:51.77 kryN1td00.net
そのうちに筋肉を人工筋肉に取り替えるようになるかもね
サイボーグの時代だな
69 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 10:01:48.22 LoDIO1IL0.net
もはや義体だな
71 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 10:04:48.47 eiCQjij00.net
筋肉というより、神経と筋肉を一体化させた物体だな
もしくは電動形状記憶科合金みたいな。

面白いけど使い道が分からん

76 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 10:18:31.01 E9D7eU3g0.net
ここまで機械鎧(オートメイル)なし
79 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 10:53:13.60 vdYcClFK0.net
可動フィギュアにも仕込めるようにしてくれ
84 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 11:17:44.68 Pf7bsMB+0.net
もう米軍ではこれを体内に埋め込んでそうだな
88 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 11:29:57.05 Jvws4yRT0.net
ようは
ポリマーリンゲル液と同じ機能だろ?
スコープドッグ開発はよ
89 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 11:35:57.66 f6efR6tl0.net
スネークおじいちゃんが付けてたあれか
92 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 14:08:58.79 GiGu+R0C0.net
バットマンのパワースーツ来る〜〜〜?の?
93 :情報通な名無し 2021/02/04(木) 14:17:36.53 9duSnCYl0.net
サイボーグの筋肉か
まぁ、駆動用の電源が無いんだけどな

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です