カーボンナノチューブを撚って作った糸は引っ張ると発電する…スマート衣料の実用化へ

スマートな服は誰もがほしいと思っているけど、みんな、バッテリーパックを着るのは嫌だ、と言うだろう。まあ典型的な第一世界問題だけど、そのソリューションの中には単純におもしろいものもある。テキサス大学ダラス校の研究者たちが、カーボンナノチューブを撚(よ)って作った撚り糸で発電する方法を作り出し、しかもそれに、ツイストロン(twistron)というかっこいい名前をつけた。

引っ張ったり押したりすると発電する圧電素子素材は、これまでにも多種類あるけど、このツイストロン撚り糸には強度と柔軟性があり、おまけにスーパーキャパシター(超コンデンサー)として動作する。極細のカーボンナノチューブを集めて撚り、コイル状にすると、伸展性、伝導性など、役に立つ資質を持つようになるのだ。

同校のナノテク研究所のトップRay Baughmanが、ニュースリリースで述べている: “電子織物には大きな商業的関心が集まっているが、では、それらにどうやって電力を供給するのか? 人間の体の動きから電気エネルギーを得ることは、バッテリーを不要にする方法の一つだ。われわれの撚り糸は、これまでの各種文献に報告されているそのほかの可織繊維に比べて、伸展したときに得られる電力が100倍以上大きい”。

とは言っても、それが微々たる大きさであることに違いはないが、でも組込みシステムは電力要量が小さい。では、何が問題か?

そう、つまり問題は、このツイストロンは電解液に浸けないと動作しない。しかし、たしかにそれだけを想像すると大変そうだが、実際にはそれほどでもない。チームがScience誌に発表したペーパーによれば、ツイストロンを固体電解質…塩性のポリマー…で包むことによって、液体に浸けなくても発電できた。

研究チームがツイストロンで編んだシャツは、着用者の呼吸から実用レベルの電気を生成した。数分おきにバーストでデータを送るワイヤレスのトランシーバーなど、低電力のデバイスをシャツに編み(織り)こめば、この微小な電力で十分実用になるだろう。

チームは、海の波でもテストした。ペーパーの共著者の一人Shi Hyeong Kimは、ツイストロンの撚り糸で作ったおもりに風船をつけて、彼の故郷韓国のしょっぱい海に投じた。波の動きから撚り糸は力を受けて伸展し、電気を生成した。この方法はスケール(規模拡大)も容易であり、用途に応じ自由にカスタマイズして、海から電力を取り出すだろう。

“われわれのツイストロンを使った電力収穫機をもっと安価に作れるようになれば、大量のエネルギーが海の波から得られるようになるだろう”、とBaughmanは述べている。

チームはすでに特許を申請し、その応用を研究しているが、クールな技術がいつもそうであるように、世の中で一般的に見られるようになるまでは時間がかかる。なお、同大のナノテク研究所のサイトへ行くと、そのほかのおもしろいプロジェクトも見られる。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))

縫製を完全に自動化したロボットのSoftWear Automationが$4.5Mを調達、海外低賃金労働への依存から脱却へ

漫画の主人公のロボット玩具が流行った時代があった。あなたが子どものころは、Transformers(トランスフォーマー)だったかな、それともMicrobots(マイクロボット)か。とても運が良かった人は、ミニ・トランスフォーマーのSewbots〔sew==‘縫う’〕を体験しただろう。

運が良かった人はSewbots Command Centerに入れただろうし、今現在本当に運が良い人は、枕でもパンツでもマットレスでもタオルでも何でも縫えるSoftWear Automation Sewbotを手に入れられる。5年前に同社はDARPAの補助金をもらって、最初の本物の縫うロボット(sewing robots, ソウイングロボット)の製造に成功し、さらに450万ドルを調達してその改良に取り組んだ。

ジョージア工科大学の教授たちが創ったその企業は、“衣料製品の製造をオフショア化したことがアメリカの経済にもたらした効果への答”だ、とCEOのPalaniswamy “Raj” Rajanが言っている。同社はWalmart Foundationから200万ドル、CTW Venture PartnersからのシリーズAで300万ドルを獲得した。後者は分割シリーズAのうちのA1だ。

同社のSewbotsは2015年以降、200万の家庭用品を生産した。そのロボットは布などの素材の上に置かれ、それらの表面を“マッピング”しながら縫っていく。一般的に縫製はこれまでの何十年間もロボット化が難しくて、Sewbotsの時代になってやっと、素材を掴んで強く引っ張らなくても縫える縫製ロボットがいくつか登場したきた。

“衣料品生産のオートメーションは、一部の工程だけ、というものが多い。しかもマシンへの素材の供給や管理は人間がやっている”、とRajanは語る。“特許を取った独自のコンピュータービジョン技術を使っているSoftWearの*完全自動縫製ロボットSewbotsは、人間オペレーターが要らないし、素材に対する前処理も要らない”。〔*: SoftWear, ‘SoftWare’ではない!〕

バスマットを縫えるロボットは昔のCy-KillやSpay-CやLeader-1ほどクールではないが、でも今の世代の子どもたちは、これまで長年、工業化時代の惨めな落ちこぼれ劣等生だった労働集約的な工程を、完全に変えることができるのだ。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))