ミズーリ大学の技術者たちは、周囲の環境にリアルタイムで反応できる新しい人工材料を設計した。
感知、判断、行動の能力を備えた材料は、多くの産業に革命をもたらす可能性がある。
この材料は、要求された動作を実行するために必要な情報処理をコンピュータチップで制御または操作し、その後、電力を用いてそのエネルギーを機械的エネルギーへと変換する。
科学者たちは、周囲の環境に反応し、人間の指示を受けることなく独立して判断を下し、動作を実行できる「メタマテリアル」と呼ばれる人工材料を開発した。
例えば、配送を行うドローンは、風向き、風速、野生動物などを含む周囲の環境を評価し、配送を安全に完了させるために自動的に進路を変更することがある。
ミズーリ大学工学教授で、研究論文「Nature Communications」の共著者でもあるGuoliang Huang氏によれば、新しい人工材料の機械的設計には、自然界の材料にも見られる三つの主要な機能、すなわち感知、情報処理、そして作動（運動）が組み込まれているという。
こうした天然材料の例としては、ハエトリグサの葉状の捕虫葉が昆虫を捕らえる際の素早い反応や、カメレオンが周囲に溶け込むために皮膚の色を変えることや、松ぼっくりが空気の湿度の変化に応じて形を変えることが挙げられる、とHuang氏は述べている。
「基本的に、我々はこの材料が周囲の外部刺激の変化にどのように反応するかを制御しています」とHuang氏は述べている。「例えば、この材料を航空宇宙構造物に取り付けることで、航空宇宙産業のステルス技術に応用できます。エンジンの振動など、航空機から発生する騒音を抑制・低減するのに役立ち、その多機能性を高めることができるのです。」
この材料は、要求された動作を実行するために必要な情報処理をコンピュータチップで制御または操作し、その後、電力を用いてそのエネルギーを機械的エネルギーへと変換する。研究チームの次のステップは、現実の環境でこのアイデアを実装することである。
その他の共著者は、ミズーリ大学およびシカゴ大学に所属している。
本研究の資金は、米国空軍科学研究局、米国陸軍研究所、および米国国立科学財団の大学院研究フェローシップから提供された。掲載内容は著者のみの責任によるものであり、必ずしも資金提供機関の公式見解を反映するものではない。
