水面歩行は自然界における独特の運動形式であるが、速度と方向を制御可能な水生軟体ロボットの構築は依然として大きな課題である。本研究では疎水性液晶薄膜をバイオミメティックロボットの主体として用い、応答性液晶エラストマー（LCE）を駆動アームとして組み合わせた。LCEに光熱変換剤を負荷し、その表面にカンフルを吸着させてマランゴニ効果の駆動燃料とすることで、光駆動による水面歩行バイオニックマイクロロボットを構築した。光駆動下で、LCE駆動アームは展開状態と折りたたみ状態の間を切り替え、液面との距離を変化させ、それにより水面上の昇華燃料分子の吸着変化を引き起こす。駆動アームが展開して液面に近づくと、吸着が増加し、局所的な表面張力が低下し、マランゴニ効果を発生させ、マイクロロボットを前進させる。それに伴い、LCEは折りたたみ状態に復帰し、水面から離れ、表面上の燃料分子の吸着が減少し、表面張力勾配が弱まり、運動が停止し、光誘導による起動停止機能を実現する。さらに、多折りたたみアームのマイクロロボット構造設計に基づき、光誘導下で運動方向と速度の多自由度制御駆動挙動を実現した。本研究は、従来のマランゴニ駆動ロボットが運動の起動停止と方向制御において制御性が低い問題を克服し、複雑な水環境における時空間制御駆動挙動を持つ無線軟体ロボット設計の新たな戦略を提供する。

バイオミメティックドライブ；液晶エラストマー；光応答；マランゴニ効果；制御可能な駆動