Green Robotics

紙やゼラチンといった生分解性材料を用いることで、土に還ることのできる、持続可能で環境にやさしいソフトデバイスを構成できます。

The use of biodegradable materials such as papers and gelatin enables the creation of environmentally friendly soft robotic devices that can to return to the soil.

生分解性材料は微生物などの分解によって変性します。それによって、生分解性アクチュエータの挙動は分解過程の時々によって変化すると考えられます。本研究では、生分解性材料としてゼラチンとグリセロールの混合物の特性解析を行いました。その結果を反映したシミュレーション環境を構築し、分解過程を考慮したアクチュエータの挙動の予測ができるようになりました。

Biodegradable materials change their properties by microbial decomposition. Therefore, the characteristics of biodegradable actuators change from time to time during the degradation process. In this study, we have analyzed the properties of a mixture of gelatin and glycerol as a biodegradable material. A simulation environment reflecting the experimental results has been constructed that allows prediction of the behavior of the actuator under the degradation process.


Toshiaki Nagai, Ashitaka Kurita and Jun Shintake. "Characterization of sustainable robotic materials and finite element analysis of soft actuators under biodegradation." Frontiers in Robotics and AI 8, 383 (2021).
永井敏輝,新竹純,生分解性材料に基づくソフトアクチュエータのシミュレーションによる解析,ロボティクス・メカトロニクス講演会,1P2-A05, 2020.
T. Nagai, J. Shintake, Characterization of bio-degradable materials for soft robotics, in IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS), 2019.

従来の紙基板を用いたデバイスは、曲げや大きな変形に弱いという問題がありました。本研究では、切り紙構造によって、デバイスを折り畳んでも導電性を保てることを示しました。それによって、アクチュエータやセンサ、ロボットが製作できることを示しました。

Conventional devices using paper substrates are vulnerable to bending and large deformation. In this study, we have shown that the incorporation of kirigami design allows maintaining electrical conductivity even when the device is completely folded. Our kirigami based design strategy is applicable to fabrication of actuators, sensors, and robots.

T. H. Yang, H. Hida, D. Ichige, J. Mizuno, C. R. Kao, J. Shintake, Foldable kirigami paper electronics, Physica Status Solidi A: Applications and Materials Science, vol. 217, no. 9, p. 1900891, 2020.