MIT専門家が語る「今こそが未来だ」
「4Dプリンティング」の衝撃――刺激だけで材料が製品へ“変身”
適切な外部刺激を与えるだけで、材料が自ら製品へと変形する――。材料の自己組み立て能力を応用した「4Dプリンティング」は、製品製造にどのような影響を与えるのか。MITの専門家の話から探る。
米Massachusetts Institute of Technology（MIT、マサチューセッツ工科大学）は古くからイノベーションで有名な大学だ。同大学の年次カンファレンス「Crossroads 2014」でもその伝統を反映し、MITの教授たちが次世代技術に関するセッションでプレゼンテーションをした。
カンファレンスの各テーマの中で最も未来的な技術に思えたのが「4D（4次元）プリンティング」だ。これは、3Dプリンタなどで作成した物体が形状を変えたり、自ら構造を組み立てたり（セルフアセンブリ）できる技術である。MITのSelf-Assembly Labという研究室のディレクターを務めるスカイラー・ティビッツ氏は「今こそが未来だ」と語る。
Self-Assembly Labは、ティビッツ氏が1年前に創設した。その目的は、自己組み立てとプログラミングが可能な材料技術に関する研究を推進することだ。この技術は、建築や製造、製品組み立ての方法を大きく変える可能性を秘めている。
3Dプリンタを超えて
「コンピュータは設計分野に変革をもたらした。そして今、デジタルファブリケーションの登場により、コンピュータが“ものづくり（ファブリケーション）”の方法を変革する可能性があるといわれている。コンピュータによって“何が作れるのか”の部分が変わりつつある一方で、ソフトウェアは“何を設計できるのか”の部分も変えつつある」とティビッツ氏は語る。
デジタルファブリケーション（3Dプリンティングと同義）は複雑な形状の製品を作る自由を実現するが、「これは必ずしも『時間の自由』の実現を意味するわけではない」とティビッツ氏は指摘する。3Dプリンタで作った部品は、最終的には人や機械が組み立てる必要がある。この作業には、最終製品の大きさや複雑さの程度に応じて何時間、あるいは何日もかかることもある。
この「時間」という問題を解決できる可能性があるのが、4Dプリンティングだ。特に期待されるのが、製造や製品組み立ての分野への応用である。ティビッツ氏はこうした分野を「マクロスケールの世界」と呼んでいる。
「自己組み立てや再構成、プログラミングが可能な材料は、生物医学、材料科学、ロボット応用工学などの分野でも関心を呼んでいる」と同氏は語る。「われわれが訴えたいのは、マクロスケールの世界では、製品の組み立て方法だけではなく、環境やユーザーに対する素材の作用の仕方が見直される可能性が大きく広がるということだ」（ティビッツ氏）
4Dプリンティングで組み立て工程を簡素化
ティビッツ氏が紹介した動画では、多数の小さな破片が入ったフラスコが映し出された。フラスコを振ってエネルギーを加えると、破片が互いに引き寄せられて完全な球体に変化した。「破片が“正しく”集まると相互の結合が強くなり、形状が保持される。だが組み立てが正しくない場合は結合が弱く、すぐにばらばらになる。この素早い試行錯誤を通じて形が作られる」とティビッツ氏は説明する。
この自己組み立て能力は、作業指示や従来の製品製造スキルを不要にするかもしれない。
「材料が何であるのか、また何をするものなのか全く見当がつかない人でも、ランダムなエネルギーを与えることによって、こうした構造物を正確に組み立てることができる」とティビッツ氏は語る。同氏によると、材料の自己組み立てを引き起こすには、運動エネルギーだけでなく、熱や冷却、水分、磁気などさまざまな方法を利用できるという。
「材料を閉じ込める必要がある」とティビッツ氏は説明する。「木を使う場合は、木が反応するエネルギーを使うといった具合に、材料に合わせてシステムを調整することにより、変形を引き起こすことができる」
ティビッツ氏によると、4Dプリンティングには製造時間と労働力を節約できる可能性に加え、輸送面でのメリットもある。ある製品を最初は平らな状態にしておき、ユーザーに届けられたときに自己組み立てを引き起こすようにすれば、同じサイズのコンテナでより多くの製品を輸送できる。これは製造プロセスの物流段階でのスペースと経費の節減につながる。
「最小限の構造を製造し、後からそれらを複雑な3D形状に変形させる方が、最終的な形状を生産して輸送するよりもはるかに簡単だ」とティビッツ氏は話す。「変形能力を利用すれば、現場あるいは特定の環境で刺激を与えるだけで組み立てが行われるのだ」
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
この記事の著者
関連記事
新着ホワイトペーパー PR
-
市場調査・トレンド
[パロアルトネットワークス株式会社] 現代の働き方に潜むセキュリティ課題とは？ 解消に導く2つの注目技術を解説 -
製品資料
[パロアルトネットワークス株式会社] 生成AIのセキュリティリスクにどう対処する？ 経営層が知るべきポイント -
製品資料
[パロアルトネットワークス株式会社] AIで真の包括的セキュリティを実現、ハイブリッドワーク時代に選ぶべきSASEとは -
市場調査・トレンド
[パロアルトネットワークス株式会社] 最速72分でデータが流出？ 最新の脅威トレンドや侵入手法から分かった防衛策 -
製品資料
[クラウドストライク合同会社] AIシステムのセキュリティを確保するためのプレイブック
こんなメディアも見られています
TechTargetジャパンに関連する情報をお探しであれば、こちらのメディアもお役に立てるかもしれません。
ベンダーコンテンツ PR
From Informa TechTarget
SpecialPR
アクセスランキング
-
1
Microsoft 365侵害企業の9割はMFA導入済み 1002人調査で見えた盲点
-
2
なぜMicrosoftは「Rust」を標準言語に？ AIで進むC/C++書き換えの課題
-
3
PHPはそもそも必要か？ 脆弱性で問われる自社サイト安全性と保守負担のバランス
-
4
なぜ「全社配布Copilot」は使われないのか？ 失敗に学ぶAI定着
-
5
Microsoft月例パッチ1400件超で過去最多 「限界点」を迎えたパッチ管理
-
6
「Copilot」がIT予算を食いつぶす？ 高額請求を招く課金体系と節約術
-
7
PHP2Shellの「事前の情報流出」でパニックに パッチ公開を巡る“混乱劇”
-
8
「Windows」の不要なファイルを安全に消して容量を空ける方法
-
9
半数がブルーカラー転向を視野に？ ベテランエンジニアを追い込む“54歳の壁”
-
10
「社用車」に関するアンケート
ホワイトペーパーランキング PR
-
1
AI駆動攻撃にどう対抗する？ 超速の攻撃からエンドポイントを保護する方法
-
2
「IT史に名を残すシステム障害」8選
-
3
10G回線の真価をフルに享受するには？ 導入前にチェックしたいポイント
-
4
顧客対応自動化の要点：RAGとデータ連携で“業務で使える生成AI”にする方法
-
5
SCS評価制度時代の「SASE選定」ガイド
-
6
マンガで解説：情シスの負担を減らす「MDRサービスのインシデント対応」の中身
-
7
ランサムウェア攻撃“究極の対策”はこれだ
-
8
有識者が語る、中堅中小企業に求められる最新のサイバーセキュリティ対策とは
-
9
なぜAIは組織で定着しないのか？ 全社展開を阻む「3つの壁」と突破のヒント
-
10
侵入から横展開まで27秒の脅威にどう立ち向かう？ 防御のカギがEDRの理由
TechTargetジャパン SNS
@techtarget_itmをフォロー
インフォメーション
注目情報をチェック
TechTargetジャパンをフォロー