科学・テクノロジー

【生物模倣】ハエの脚裏を模倣して接着と分離を繰り返せる構造を開発、作り方もハエに学ぶ NIMS [ごまカンパチ★]

1 :ごまカンパチ ★ 2020/06/15(月) 18:55:31 Q0rwxE/n9.net
https://news.yahoo.co.jp/articles/93addd15f05dcb0060f54de7a7f2044415ad3aa5
 NIMS(物質・材料研究機構)は2020年6月11日、北海道教育大学、浜松医科大学と共同で、
ハエを参考に「接着と分離を繰り返せる接着構造」を単純かつ低コストで製作できる新しい製造プロセスの開発に成功したと発表した。
バイオミメティクス(生物模倣技術)を基に、ハエの脚裏にあるヘラ状接着性剛毛の構造を参考にするだけでなく、
作り方もハエの「生きたサナギの中での成長」を観察して模倣することで実現した。
この接着構造を持つナイロン繊維1本で、直径20cmのシリコンウエハーを持ち上げられたという。
今後は、産業用ロボットのアームや屋外用ロボットの脚部への適用を目指した開発を進める。

丈夫な製品を作る場合、接着剤などによる「強力な接着」を用いることが多い。
しかし近年では、この「強力な接着」がリサイクル時の製品の分解や分別を妨げることが問題になっており、製造時から分解や繰り返し使用を考慮した設計が必要になる。
そして、その実現のために「接着と分離を繰り返せる新しい接合構造」の開発が進められている。

この繰り返し接着の開発のモデルとして有力視されているのが、ハエやハムシなどの昆虫の脚裏の構造だ。
さまざまなモノの表面上を垂直にも逆さまにも歩くことができるこれらの昆虫の脚裏は接着に優れた毛が生えており、これを迅速にくっつけたり剥がしたりして歩く。
今回の研究開発では、シンプルな形状の「ハエ型」(脚裏のヘラ状接着性剛毛)の接着構造が対象になった。

また、バイオミメティクスに基づいて模倣した構造の作り方で課題になっているのが、半導体製品製造に用いられるMEMS技術などが複雑かつ高コストを用いていることだ。
今回の研究開発では、ハエの脚裏の接着構造の形成が、サナギの中という「少ないエネルギー消費」かつ「室温」で行われることに着目し、
構造だけでなく作り方についても生物を模倣する手法を採用した点で独創性がある。

この作り方を模倣するために、キイロショウジョウバエを免疫組織化学染色及び細胞骨格性アクチンを蛍光標識することで、
変態過程のサナギの中で脚裏の接着構造が形成される様子を観察した。
当初のサナギの中では見られなかった接着構造が発生、成長し、完成するまでの形成過程を観察した結果、脚裏のヘラ状接着性剛毛は、
人間の髪の毛のように「伸びる」のではなく、細胞の先端が固定され、細胞が内側に引き伸ばされるように伸びて形成されていたという。
具体的には、剛毛形成細胞の伸長と細胞骨格性アクチン繊維によってへら状の骨組みを形成し、クチクラの分泌で固化するという
2ステップで形成プロセスが完了することを確認した。

これを基に人工的な接着構造の製作プロセスを設計。
ナイロン繊維の引き上げ(へら構造の形成)と、樹脂のアルギン酸カルシウムの固化という2ステップだけで、室温での接着構造の製作に成功した。
そして、製作した接着構造が、ハエの脚裏と同様に、被着表面に対して平行に引っ張ると強く接着し、垂直に引っ張ると簡単に分離する機能を持つことを確認した。
接着構造を持つナイロン繊維1本だけで、シリコンウエハー(重量52.8g、直径20.3cm)を持ち上げられたという。

今回開発した接着構造は、産業用ロボットのアームに装着すれば、滑りやすい製品や持ちにくい製品でも組み立て時に保持させることができる(脱着機能の応用)。
また、屋外用ロボット(災害対応ロボットやドローンなど)の脚部に装着することにより、虫のように垂直の壁を登らせるなど今までは困難だった場所での移動や固定が可能になる。
また、社会実装に向けて、開発した製造プロセスを用いることで生産コスト、製造エネルギーの低減が図れるので、
持続可能社会を実現するための環境低負荷技術としての普及も期待できるとしている。

2 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 18:56:18.88 xcnmIFdd0.net
そこまでパクるか
3 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 18:57:09.76 0buYDVea0.net
バイオみを感じますねえ
4 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 18:58:45 JqS/ErPO0.net
はえ〜
5 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 18:58:57 o7Emwg+M0.net
ハエってなんでいつも
手を合わせてこすってるの?
7 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:00:41 5QV1l1lR0.net
>>5
センサーだから汚れとかを汚れ(ハエ基準)を取ってる
6 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:00:16 akvGI8UP0.net
あの体で何時間も駆動するハエ凄くね?
8 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:01:13 5QV1l1lR0.net
何かおかしいな
9 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:01:52.96 OUIzbdtW0.net
ハエ「そうそう、そこでこっちをね…」
ヒト「うーん、こうですか?」
ハエ「違うっての!」

ハエに学ぶ

10 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:02:40.04 sL9lHDyF0.net
マジックテープのようなものか
13 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:05:02 B/b51HTJ0.net
財布のバリバリに使えばモテる
14 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:05:24 eIXr25bd0.net
吸着力って不思議。
共有結合はアリエナイしぃ
大気圧なのかな。
16 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:09:28.86 0Ws/nPDT0.net
ハエの仕事
17 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:09:40.40 NkE3BSTh0.net
マジックテープはオナモミだっけ?
18 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:10:24.08 45j5UhKt0.net
ファンデルワールス力だっけ。
分子が引き合う力利用するの
19 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:10:36.24 0B/lUUKL0.net
真似しちゃいけないやつだよな
ハエ男の恐怖だっけ
20 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:10:52.59 ACZr5djO0.net
ハエ「パクりやがって」
21 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:11:00.60 NkE3BSTh0.net
オナモミより機能的に数段上の構造だろうな
22 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:11:00.91 79/Y/1vu0.net
>>1
>バイオミメティクス(生物模倣技術)を基に

いずれ安価なバイオプリンタが開発されるのか
超強力な蜘蛛の糸の実用化も可能だな

27 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:26:00 GAgZaVxh0.net
こんなんでどうしてツルツルのとことか歩けるんだ?

33 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:42:47.70 5exYVXPZ0.net
いつも思う
虫って地球上で発生してないんじゃないかと
多機能すぎる
35 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:49:36.72 BBRxX1q0.net
テクノロジーは生物を真似るようになるというヒトラーの予言通りだな
36 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:51:42.94 VxG6o+qq0.net
これはこれは…お久しぶりです…師匠…
38 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:53:58.25 /+sAQgl20.net
いろんな奴らに聞いたけど、ハエだけが教えてくれた。
39 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:54:40.51 7uE0+7Nq0.net
男と女の脳の違い

カップルがベッドに寝て天井を見ている

女「この人ほんとにわたしの事が好きなんだろうか」
男「なぜあのハエは逆さまに止まってられるんだろうか」

40 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:55:09.40 rKj7XCc/0.net
どこまでいっても自然がお手本。

社会の仕組みも蜂社会がいいのか粘菌社会がいいのか
シロアリ社会やハダカデバネズミ社会もある

41 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 19:56:46.72 7uE0+7Nq0.net
仮面ライダーのモチーフはハエだよな
43 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 20:04:33 R8TLXeDp0.net
>>41
バッタ!!!!
46 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 20:07:35.02 xc1f7v9I0.net
ドラえもんの手足ができるのか
47 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 20:13:07.17 XDoTqMis0.net
たまにペロペロしないと、効果落ちるんだろ?
48 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 20:15:47.45 WGlVaIr10.net
蚊や蝿は体重、軽いから。
49 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 20:19:22.42 18ib3kJW0.net
俺もオオミノガに改造されたことある。
50 :不要不急の名無しさん 2020/06/15(月) 20:50:27.55 oKjwuOdV0.net
ガラスとかの接地面でもくっつくのか?

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