特許 7600868 電極対を含む人工筋肉およびこれを含む人工筋肉アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】電極対を含む人工筋肉およびこれを含む人工筋肉アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/10 20060101AFI20241210BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

F15B15/10 H

B25J19/00 A

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021089582

(22)【出願日】2021-05-27

(65)【公開番号】P2021191973

(43)【公開日】2021-12-16

【審査請求日】2024-04-23

(31)【優先権主張番号】16/886,282

(32)【優先日】2020-05-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133835

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 努

(72)【発明者】

【氏名】マイケル ピー．ロウ

(72)【発明者】

【氏名】シャーダル エス．パンワー

(72)【発明者】

【氏名】マディソン ビー．エメット

【審査官】山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３１４２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０３２１２３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－０１２１８４３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １５／１０

Ｂ２５Ｊ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極領域および膨張性流体領域を含むハウジングと、
前記ハウジングの前記電極領域内に位置付けされた電極対であって、前記ハウジングの第１の表面に固定された第１の電極および前記ハウジングの第２の表面に固定された第２の電極を含む電極対であって、
前記第１の電極および前記第２の電極が各々、２つ以上のタブ部分および２つ以上のブリッジ部分を含み、
前記２つ以上のブリッジ部分の各々が、隣接するタブ部分を相互接続しており、
前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも１つが、前記２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ前記膨張性流体領域を取巻く中央開口部を含む、
電極対と、
前記ハウジングの内部に収納された誘電性流体と、
を含む、人工筋肉であって、
前記電極対は、非作動状態から作動状態への作動によって前記誘電性流体が前記膨張性流体領域内に誘導されるように、前記非作動状態と前記作動状態の間で作動可能である、 人工筋肉。

【請求項2】

前記ハウジングが、前記ハウジングの封止部分を画定するように互いに部分的に封止された第１のフィルム層と第２のフィルム層を含み、前記ハウジングがさらに、前記封止部分によって取り囲まれた未封止部分を含み、前記ハウジングの前記電極領域および前記膨張性流体領域が前記未封止部分内に配置されている、請求項１に人工筋肉。

【請求項3】

前記第１のフィルム層および前記第２のフィルム層が各々、２軸延伸ポリプロピレンフィルムである、請求項２に記載の人工筋肉。

【請求項4】

前記ハウジングの前記第１の表面とは反対側の前記第１の電極の内側表面に対して固定された第１の電気絶縁体層と、前記ハウジングの前記第２の表面とは反対側の前記第２の電極の内側表面に対して固定された第２の電気絶縁体層とをさらに含み、前記第１の電気絶縁体層および前記第２の電気絶縁体層が各々、粘着性表面および反対側の封止不能表面を含んでいる、請求項１に記載の人工筋肉。

【請求項5】

前記第１の電極および前記第２の電極が各々、アルミニウム被覆ポリエステル電極である、請求項１に記載の人工筋肉。

【請求項6】

前記第１の電極および前記第２の電極が各々、２つのタブ部分対と２つのブリッジ部分対を含み、各々のブリッジ部分が、隣接するタブ部分の対を相互接続し、各タブ部分が、反対側のタブ部分と直径方向に相対している、請求項１に記載の人工筋肉。

【請求項7】

前記中央開口部から半径方向に延在して、前記２つ以上のタブ部分が各々タブ長を有し、前記２つ以上のブリッジ部分が各々ブリッジ長を有し、前記ブリッジ長が前記タブ長の２０％～５０％である、請求項１に記載の人工筋肉。

【請求項8】

前記第１の電極および前記第２の電極の各々が、前記２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ前記膨張性流体領域を取り巻く中央開口部を含み、前記中央開口部が互いに同軸的に整列されている、請求項１に記載の人工筋肉。

【請求項9】

前記電極対が前記非作動状態にある場合、前記第１の電極と前記第２の電極は互いに平行ではなく、
前記電極対が前記作動状態にある場合、前記第１の電極と前記第２の電極は互いに平行であり、こうして前記第１の電極および前記第２の電極は、前記非作動状態から前記作動状態へと作動させられた時点で前記中央開口部に向かっておよび互いに向かってファスナ様に閉じるように構成されている、
請求項１に記載の人工筋肉。

【請求項10】

複数の人工筋肉を有する人工筋肉アセンブリであって、
各人工筋肉が、
電極領域および膨張性流体領域を含むハウジングと、
前記ハウジングの前記電極領域内に位置付けされた電極対であって、前記ハウジングの第１の表面に固定された第１の電極および前記ハウジングの第２の表面に固定された第２の電極を含む電極対であって、
前記第１の電極および前記第２の電極が各々、２つ以上のタブ部分および２つ以上のブリッジ部分を含み、
前記２つ以上のブリッジ部分の各々が、隣接するタブ部分を相互接続しており、
前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも１つが、前記２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ前記膨張性流体領域を取巻く中央開口部を含む、
電極対と、
前記ハウジングの内部に収納された誘電性流体と、
を含み、
前記複数の人工筋肉は、各人工筋肉の前記膨張性流体領域が互いに同軸的に整列されるように、スタックの形に配設されており、
前記電極対は、非作動状態から作動状態への作動によって前記誘電性流体が前記膨張性流体領域内に誘導されるように、前記非作動状態と前記作動状態の間で作動可能である、
人工筋肉アセンブリ。

【請求項11】

前記複数の人工筋肉が互いに電気的に結合され、非作動状態と作動状態の間で同時に作動するように構成されている、請求項１０に記載の人工筋肉アセンブリ。

【請求項12】

前記ハウジングの前記第１の表面とは反対側の前記第１の電極の内側表面に対して固定された第１の電気絶縁体層と、前記ハウジングの前記第２の表面とは反対側の前記第２の電極の内側表面に対して固定された第２の電気絶縁体層とをさらに含み、
前記第１の電気絶縁体層および前記第２の電気絶縁体層が各々、粘着性表面および反対側の封止不能表面を含んでいる、請求項１０に記載の人工筋肉アセンブリ。

【請求項13】

前記第１の電極および前記第２の電極が各々、２つのタブ部分対と２つのブリッジ部分対を含み、各々のブリッジ部分が、隣接するタブ部分の対を相互接続し、各タブ部分が、反対側のタブ部分と直径方向に相対している、請求項１０に記載の人工筋肉。

【請求項14】

前記第１の電極および前記第２の電極の各々が、前記２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ前記膨張性流体領域を取り巻く中央開口部を含み、前記中央開口部が互いに同軸的に整列されている、請求項１０に記載の人工筋肉。

【請求項15】

前記電極対が前記非作動状態にある場合、前記第１の電極と前記第２の電極は互いに平行ではなく、
前記電極対が前記作動状態にある場合、前記第１の電極と前記第２の電極は互いに平行であり、こうして前記第１の電極および前記第２の電極は、前記非作動状態から前記作動状態へと作動させられた時点で前記中央開口部に向かっておよび互いに向かってファスナ様に閉じるように構成されている、
請求項１０に記載の人工筋肉。

【請求項16】

人工筋肉アセンブリを作動させる方法であって、
人工筋肉の電極対に対して電気的に結合された電源を用いて電圧を生成することであって、前記人工筋肉が、電極領域および膨張性流体領域を有するハウジングを含み、
前記電極対が前記ハウジングの前記電極領域の中に位置付けされており、
前記電極対が、前記ハウジングの第１の表面に固定された第１の電極および前記ハウジングの対向する第２の表面に固定された第２の電極を含み、
前記第１の電極および前記第２の電極が各々、２つ以上のタブ部分および２つ以上のブリッジ部分を含み、
前記２つ以上のブリッジ部分の各々が、隣接するタブ部分を相互接続しており、
前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも１つが、前記２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ前記膨張性流体領域を取巻く中央開口部を含み、
前記ハウジングの内部に、誘電性流体が収納されている、
ことと、
前記人工筋肉の前記電極対に対して前記電圧を印加し、これにより、前記誘電性流体が前記ハウジングの前記膨張性流体領域内に誘導されかつ前記膨張性流体領域を膨張させるように、前記電極対を非作動状態から作動状態に作動させることと、
を含む、方法。

【請求項17】

前記ハウジングが第１のフィルム層および第２のフィルム層を含み、前記ハウジングの封止部分を画定するように第１のフィルム層と第２のフィルム層を互いに部分的にヒートシールし、前記ハウジングがさらに、前記封止部分によって取り囲まれた未封止部分を含み、前記ハウジングの前記電極領域および前記膨張性流体領域が前記未封止部分内に配置されている、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

コントローラが前記電極対に対して通信可能に結合され、前記コントローラは、前記人工筋肉を前記非作動状態から前記作動状態へと作動させるために前記第１の電極および前記第２の電極を横断して前記電源から電圧を誘導する、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記人工筋肉は、各々の人工筋肉の前記膨張性流体領域が互いに同軸的に整列されるようにスタックの形に配設された複数の人工筋肉のうちの１つである、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

前記膨張性流体領域を拡張させることによって、アクチュエータ体積１ｃｍ³あたり４Ｎ・ｍｍ超の力が生成される、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は概して、デバイスの少なくとも１つの表面上での集中的膨張のための装置および方法に関し、より詳細にはデバイスを膨張させる目的で流体を誘導するために電極対を使用する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在のロボット技術は、多くの場合構造化された環境においてタスクを行なうのにサーボモータなどの剛性の構成要素に依存している。該剛性は、多くのロボット応用分野において、少なくとも部分的にサーボモータおよび他の剛性ロボティクスデバイスの重量対出力比によってひき起こされる制約条件をもたらしている。ソフトロボティクスの分野は、人工筋肉および他のソフトアクチュエータを使用することによって、これらの制約条件を改善する。人工筋肉は、生体筋肉の汎用性、性能および信頼性の模倣を試みる。いくつかの人工筋肉は、流体アクチュエータを援用するが、流体アクチュエータは、加圧ガスまたは液体の供給を必要とし、流体輸送は、チャネルおよび管のシステムを通して行なわれなければならず、人工筋肉の速度および効率が制約される。他の人工筋肉は、熱活性化されたポリマ繊維を使用するが、これらは制御が困難でかつ動作効率が低い。

【0003】

１つの特定の人工筋肉設計が、Ｅ．Ａｃｏｍｅ、Ｓ．Ｋ．Ｍｉｔｃｈｅｌｌ、Ｔ．Ｇ．Ｍｏｒｒｉｓｓｅｙ、Ｍ．Ｂ．Ｅｍｍｅｔｔ、Ｃ．Ｂｅｎｊａｍｉｎ、Ｍ．Ｋｉｎｇ、Ｍ．Ｒａｄａｋｏｖｉｔｚ、およびＣ．Ｋｅｐｌｉｎｇｅｒ著の「Ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｌｌｙ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒｓ ｗｈｉｔｈ ｍｕｓｃｌｅ－ｌｉｋｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」という題の論文（Ｓｃｉｅｎｃｅ ０５ Ｊａｎ ２０１８：Ｖｏｌ．３５９、Ｉｓｓｕｅ６３７１、ｐｐ．６１～６５）中に記載されている。これらの流体圧増幅された自己修復型静電（ＨＡＳＥＬ）アクチュエータは、さまざまな作動モードを達成するために静電力および流体圧力を使用する。しかしながら、ＨＡＳＥＬアクチュエータ人工筋肉の単位体積あたりのアクチュエータ出力には限界がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、単位体積あたりのアクチュエータ出力が増大した改良型人工筋肉に対するニーズが存在する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態において人工筋肉は、電極領域および膨張性流体領域を有するハウジングと、ハウジングの電極領域内に位置付けされた電極対であって、ハウジングの第１の表面に固定された第１の電極およびハウジングの第２の表面に固定された第２の電極を含む電極対とを含む。第１および第２の電極は各々、２つ以上のタブ部分および２つ以上のブリッジ部分を有する。２つ以上のブリッジ部分の各々は、隣接するタブ部分を相互接続しており、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも１つは、前記２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ前記膨張性流体領域を取巻く中央開口部を含む。誘電性流体はハウジングの内部に収納され、かつ電極対は、非作動状態から作動状態への作動によって誘電性流体が膨張性流体領域内に誘導されるように、非作動状態と作動状態の間で作動可能である。

【0006】

別の実施形態において、人工筋肉アセンブリは、複数の人工筋肉であって、各人工筋肉が、電極領域および膨張性流体領域を有するハウジングと、ハウジングの電極領域内に位置付けされた電極対であって、ハウジングの第１の表面に固定された第１の電極およびハウジングの第２の表面に固定された第２の電極を含む電極対とを含む。第１の電極および第２の電極は各々、２つ以上のタブ部分および２つ以上のブリッジ部分を含む。２つ以上のブリッジ部分の各々は、隣接するタブ部分を相互接続しており、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも１つは、２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ膨張性流体領域を取巻く中央開口部を含む。ハウジングの内部に誘電性流体が収納され、複数の人工筋肉は、各人工筋肉の膨張性流体領域が互いに同軸的に整列するように、スタック(stack)の形に配設されており、電極対は、非作動状態から作動状態への作動によって誘電性流体が膨張性流体領域内に誘導されるように、非作動状態と作動状態の間で作動可能である。

【0007】

さらに別の実施形態において、人工筋肉アセンブリを作動させる方法は、人工筋肉の電極対に対して電気的に結合された電源を用いて電圧を生成することであって、人工筋肉が、電極領域および膨張性流体領域を伴うハウジングを有することを含む。電極対はハウジングの電極領域の中に位置付けされている。電極対は、ハウジングの第１の表面に固定された第１の電極およびハウジングの第２の表面に固定された第２の電極を含む。第１の電極および第２の電極は各々、２つ以上のタブ部分および２つ以上のブリッジ部分を含む。２つ以上のブリッジ部分の各々は、隣接するタブ部分を相互接続しており、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも１つは、２つ以上のタブ部分の間に位置付けされ膨張性流体領域を取巻く中央開口部を有する。ハウジングの内部に、誘電性流体が収納されている。該方法はさらに、人工筋肉の電極対に対して電圧を印加し、これにより、誘電性流体がハウジングの膨張性流体領域内に誘導されかつ膨張性流体領域を膨張させるように、電極対を非作動状態から作動状態まで作動させることを含む。

【0008】

本明細書中に記載の実施形態により提供されるこれらのおよび追加の特徴部は、図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することによって、より完全に理解されるものである。

【0009】

図面中に記載の実施形態は、事実上例証的かつ例示的なものであって、クレームにより定義されている主題を限定するように意図されたものではない。例証的実施形態についての以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号で標示されている以下の図面と併せて読んだ場合に、理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、例証的人工筋肉の分解組立図を概略的に描いている図である。

【図2】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、図１の人工筋肉の上面図を概略的に描いている図である。

【図3】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、非作動状態にある図２中のライン３－３に沿って切り取った図１の人工筋肉の横断面図を概略的に描いている図である。

【図4】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、作動状態にある図３の人工筋肉の横断面図を概略的に描いている図である。

【図5】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、非作動状態にある例証的人工筋肉の横断面図を概略的に描いている図である。

【図6】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、作動状態にある図５の人工筋肉の横断面図を概略的に描いている図である。

【図7】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、図１の複数の人工筋肉を含む人工筋肉アセンブリを概略的に描いている図である。

【図8】本明細書中で示され説明された１つ以上の実施形態に係る、図１の人工筋肉を動作させるための作動システムを概略的に描いている図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書中に記載の実施形態は、人工筋肉および複数の人工筋肉を含む人工筋肉アセンブリに向けられている。本明細書中に記載の人工筋肉は、選択的かつオンデマンドで拡張させられる膨張性流体領域を提供する目的で人工筋肉の領域を上昇および下降させるべく作動可能である。人工筋肉は、ハウジングおよび電極対を含む。ハウジングの内部に誘電性流体が収納されており、ハウジングは、電極領域と膨張性流体領域を含み、ここで電極対は電極領域内に位置付けされている。電極対は、ハウジングの第１の表面に固定された第１の電極とハウジングの第２の表面に固定された第２の電極とを含む。電極対は、非作動状態から作動状態への作動が誘電性流体を膨張性流体領域内へ誘導するように、非作動状態と作動状態の間で作動可能である。これにより、膨張性流体領域が膨張され、人工筋肉の一部分をオンデマンドで上昇させる。さらに、第１の電極および第２の電極は各々、２つ以上のタブ部分および隣接するタブ部分を相互接続する２つ以上のブリッジ部分を含み、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも１つは、タブ部分間に位置付けされた中央開口部を含み、膨張性流体領域を取り巻く。電極対のタブ部分およびブリッジ部分の設計は、ファスナ様の作動動作を容易にして、人工筋肉の作動により達成可能な単位体積あたりの力を増大させる。人工筋肉のさまざまな実施形態および人工筋肉の動作が、本明細書中でより詳細に説明される。可能な場合にはつねに、図面全体を通して同じまたは同様の部品に言及するために同じ参照番号が使用される。

【0012】

ここで図１および２を参照すると、人工筋肉１００が示されている。人工筋肉１００はハウジング１０２、ハウジング１０２の相対する表面に固定された第１の電極１０６と第２の電極１０８を含む電極対１０４、第１の電極１０６に固定された第１の電気絶縁体層１１０および第２の電極１０８に固定された第２の電気絶縁体層１１２を含む。いくつかの実施形態において、ハウジング１０２は、第１の内側表面１１４および第２の内側表面１１６などの相対する内側表面対と、第１の外側表面１１８および第２の外側表面１２０などの相対する外側表面対とを含むワンピースモノリシック層である。いくつかの実施形態において、ハウジング１０２の第１の内側表面１１４および第２の内側表面１１６は、ヒートシール可能である。他の実施形態では、ハウジング１０２は、第１のフィルム層１２２および第２のフィルム層１２４などの個別に製造されたフィルム層の対であり得る。したがって、第１のフィルム層１２２は、第１の内側表面１１４と第１の外側表面１１８を含み、第２のフィルム層１２４は第２の内側表面１１６と第２の外側表面１２０を含む。

【0013】

以下の説明を通して、ワンピースハウジングとは対照的に、主として第１のフィルム層１２２および第２のフィルム層１２４を含むハウジング１０２している可能性がある。いずれの配設も企図されているということを理解すべきである。いくつかの実施形態において、第１のフィルム層１２２および第２のフィルム層１２４は概して同じ構造および組成を含む。例えば、いくつかの実施形態において、第１のフィルム層１２２および第２のフィルム層１２４は各々、２軸延伸ポリプロピレンを含む。

【0014】

第１の電極１０６および第２の電極１０８は各々、第１のフィルム層１２２と第２のフィルム層１２４の間に位置付けされる。いくつかの実施形態において、第１の電極１０６および第２の電極１０８は各々、例えばＭｙｌａｒ（登録商標）などのアルミニウム被覆ポリエステルである。さらに、第１の電極１０６および第２の電極１０８のうちの一方は、負荷電電極であり、第１の電極１０６および第２の電極１０８のうちの他方は、正荷電電極である。本明細書中で論述されている目的のためには、人工筋肉１００の他方の電極１０６、１０８が負に荷電されているかぎりにおいて、いずれかの電極１０６、１０８が正に荷電されていてよい。

【0015】

第１の電極１０６は、フィルムに面する表面１２６および反対側の内側表面１２８を有する。第１の電極１０６は、第１のフィルム層１２２、具体的には第１のフィルム層１２２の第１の内側表面１１４に接して位置付けされる。さらに、第１の電極１０６は、第１のフィルム層１２２の縁部を通過して第１の電極１０６から延在する第１の端子１３０を含み、該第１の端子１３０が第１の電極１０６を作動させるべく電源に接続され得るようになっている。具体的には、端子は、図８に示されているように、電源および作動システム４００のコントローラに対して、直接かまたは直列で結合される。同様にして、第２の電極１０８は、フィルムに面する表面１４８および反対側の内側表面１５０を有する。第２の電極１０８は、第２のフィルム層１２４、具体的には第２のフィルム層１２４の第２の内側表面１１６に接して位置付けされる。第２の電極１０８は、第２のフィルム層１２４の縁部を通過して第２の電極１０８から延在する第２の端子１５２を含み、該第２の端子１５２が第２の電極１０８を作動させるべく電源および作動システム４００のコントローラに接続され得るようになっている。

【0016】

第１の電極１０６は、２つ以上のタブ部分１３２と２つ以上のブリッジ部分１４０を含む。各ブリッジ部分１４０は、隣接するタブ部分１３２の間に位置付けされ、これらの隣接するタブ部分１３２を相互接続している。各タブ部分１３２は、第１の電極１０６の中心軸Ｃからタブ部分１３２の反対側の第２の端部１３６まで半径方向に延在する第１の端部１３４を有し、ここで第２の端部１３６は第１の電極１０６の外周１３８の一部分を画定する。各ブリッジ部分１４０は、第１の電極１０６の中心軸Ｃから、第１の電極１０６の外周１３８の別の部分を画定するブリッジ部分１４０の反対側の第２の端部１４４まで半径方向に延在する第１の端部１４２を有する。第１の電極１０６の中心軸Ｃから半径方向に延在して、各タブ部分１３２はタブ長Ｌ１を有し、各ブリッジ部分１４０はブリッジ長Ｌ２を有する。タブ長Ｌ１は、タブ部分１３２の第１の端部１３４から第２の端部１３２までの距離であり、ブリッジ長Ｌ２は、ブリッジ部分１４０の第１の端部１４２から第２の端部１４４までの距離である。各タブ部分１３２のタブ長Ｌ１は、各ブリッジ部分１４０のブリッジ長Ｌ２よりも長い。いくつかの実施形態において、ブリッジ長Ｌ２は、タブ長Ｌ１の２０％～５０％、例えばタブ長Ｌ１の３０％～４０％である。

【0017】

いくつかの実施形態において、２つ以上のタブ部分１３２は、１つ以上のタブ部分１３２の対の形で配設されている。各タブ部分対１３２は、互いに直径方向に相対して配設された２つのタブ部分１３２を含む。いくつかの実施形態において、第１の電極１０６は、第１の電極１０６の相対する側または端部に位置付けされたわずか２つのタブ部分１３２しか含まない可能性がある。図１および２に示されているように、いくつかの実施形態において、第１の電極１０６は、４つのタブ部分１３２および隣接するタブ部分１３２を相互接続する４つのブリッジ部分１４０を含む。該実施形態では、４つのタブ部分１３２は、互いに直径方向に相対する２つのタブ部分対１３２として配設されている。さらに、図示されている通り、第１の端子１３０は、タブ部分１３２のうちの１つのタブ部分の第２の端部１３６から延在し、それと一体化して形成されている。

【0018】

第１の電極１０６と同様、第２の電極１０８は、少なくとも１対のタブ部分１５４と２つ以上のブリッジ部分１６２を含む。各ブリッジ部分１６２は、隣接するタブ部分１５４の間に位置付けされ、これらの隣接するタブ部分１５４を相互接続している。各タブ部分１５４は、第２の電極１０８の中心軸Ｃからタブ部分１５４の反対側の第２の端部１５８まで半径方向に延在する第１の端部１５６を有し、ここで第２の端部１５８は第２の電極１０８の外周１６０の一部分を画定する。第１の電極１０６および第２の電極１０８は同軸であることから、第１の電極１０６および第２の電極１０８の中心軸Ｃは同じである。各ブリッジ部分１６２は、第２の電極の中心軸Ｃから、第２の電極１０８の外周１６０の別の部分を画定するブリッジ部分１６２の反対側の第２の端部１６６まで半径方向に延在する第１の端部１６４を有する。第２の電極１０８の中心軸Ｃから半径方向に延在して、各タブ部分１５４はタブ長Ｌ３を有し、各ブリッジ部分１６２はブリッジ長Ｌ４を有する。タブ長Ｌ３は、タブ部分１５４の第１の端部１５６から第２の端部１５８までの距離であり、ブリッジ長Ｌ４は、ブリッジ部分１６２の第１の端部１６４から第２の端部１６６までの距離である。タブ長Ｌ３は、各ブリッジ部分１６２のブリッジ長Ｌ４よりも長い。いくつかの実施形態において、ブリッジ長Ｌ４は、タブ長Ｌ３の２０％～５０％、例えばタブ長Ｌ３の３０％～４０％である。

【0019】

いくつかの実施形態において、２つ以上のタブ部分１５４は、１つ以上のタブ部分１５４対の形で配設されている。各タブ部分対１５４は、互いに直径方向に相対して配設された２つのタブ部分１５４を含む。いくつかの実施形態において、第２の電極１０８は、第１の電極１０６の相対する側または端部に位置付けされたわずか２つのタブ部分１５４しか含まない可能性がある。図１および２に示されているように、いくつかの実施形態において、第２の電極１０８は、４つのタブ部分１５４および隣接するタブ部分１５４を相互接続する４つのブリッジ部分１６２を含む。該実施形態では、４つのタブ部分１５４は、互いに直径方向に相対する２つのタブ部分対１５４として配設されている。さらに、図示されている通り、第２の端子１５２は、タブ部分１５４のうちの１つのタブ部分の第２の端部１５８から延在し、それと一体化して形成されている。

【0020】

ここで図１～６を参照すると、第１の電極１０６および第２の電極１０８のうちの少なくとも１つは、タブ部分１３２の第１の端部１３４とブリッジ部分１４０の第１の端部１４２の間で内部に形成された中央開口部を有する。図３および４において、第１の電極１０６は、中央開口部１４６を有する。しかしながら、図５および６に示されているように、中央開口部が第２の電極１０８の内部に具備されている場合には、第１の電極１０６は中央開口部１４６を含む必要がないということを理解すべきである。代替的には、中央開口部１４６が第１の電極１０６の内部に具備されている場合には、第２の電極１０８は中央開口部を含む必要がない。なおも図１～６を参照すると、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２は、概してそれぞれ第１の電極１０６および第２の電極１０８に対応する幾何形状を有する。したがって、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２は各々、第１の電極１０６および第２の電極１０８上の同様の部分に対応するタブ部分１７０、１７２およびブリッジ部分１７４、１７６を有する。さらに、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２は各々、上に位置付けされている場合には第１の電極１０６の外周１３８および第２の電極１０８の外周１６０に対応する外周１７８、１８０を有する。

【0021】

いくつかの実施形態において、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２が概して同じ構造および組成を含むということを認識すべきである。したがって、いくつかの実施形態において、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２は各々、粘着性表面１８２、１８４および反対側の封止不能表面１８６、１８８をそれぞれ含んでいる。こうして、いくつかの実施形態において、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２は、各々、第１の電極１０６の内側表面１２８および第２の電極１０８の内側表面１５０にそれぞれ接着されたポリマーテープである。

【0022】

ここで図２～６を参照すると、人工筋肉１００は、第１の電極１０６の第１の端子１３０および第２の電極１０８の第２の端子１５２がハウジング１０２、すなわち第１のフィルム層１２２と第２のフィルム層１２４の外周を超えて延在している状態で、その組立て形態で示されている。図２に示されているように、第２の電極１０８は、第１の電極１０６上に積み重ねられており、したがって、第１の電極１０６、第１のフィルム層１２２および第２のフィルム層１２４は示されていない。第１の電極１０６、第２の電極１０８、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２は、その組立て形態において、第１のフィルム層１２２と第２のフィルム層１２４の間に挟まれている。第１のフィルム層１２２は、第１の電極１０６の外周１３８および第２の電極１０８の外周１６０を取り囲む部域において第２のフィルム層１２４に対して部分的に封止されている。いくつかの実施形態において、第１のフィルム層１２２は、第２のフィルム層１２４にヒートシールされる。具体的には、いくつかの実施形態において、第１のフィルム層１２２は第２のフィルム層１２４に封止されて、第１の電極１０６および第２の電極１０８を取り囲む封止部分１９０を画定する。第１のフィルム層１２２および第２のフィルム層１２４は、例えば接着剤、ヒートシールなどを用いて、任意の好適な方法で封止されてよい。

【0023】

第１の電極１０６、第２の電極１０８、第１の電気絶縁体層１１０および第２の電気絶縁体層１１２は、第１のフィルム層１２２が第２のフィルム層１２４に対し封止するのを妨げて、未封止部分１９２を形成する障壁を提供する。ハウジング１０２の未封止部分１９２は、内部に電極対１０４が具備されている電極領域１９４、および電極領域１９４により取り囲まれている膨張性流体領域１９６を含む。第１の電極１０６および第２の電極１０８の中央開口部１４６、１６８は、膨張性流体領域１９６を形成し、互いの上に軸方向に積み重ねられるように配設されている。図示されていないものの、ハウジング１０２は、電極対１０４の幾何形状に適合しかつ人工筋肉１００のサイズすなわち封止部分１９０のサイズを縮小させるように切断されてよい。

【0024】

未封止部分１９２の内部に誘電性流体１９８が提供され、第１の電極１０６と第２の電極１０８の間を自由に流れる。本明細書中で使用される「誘電性」流体は、伝導無く電気力を伝達し、したがって低い導電率を有する媒体または材料である。非限定的ないくつかの例示的誘電性流体としては、ペルフルオロアルカン、変圧器油、および脱イオン水が含まれる。誘電性流体１９８は、針または他の好適な注入デバイスを用いて、人工筋肉１００の未封止部分１９２内に注入され得る、ということを認識すべきである。

【0025】

ここで図３および４を参照すると、人工筋肉１００は、非作動状態と作動状態の間で作動可能である。図３に示されている非作動状態において、第１の電極１０６および第２の電極１０８は、それらの中央開口部１４６、１６８およびタブ部分１３２、１５４の第１の端部１３４、１５６に近接して、部分的に互いに離隔されている。タブ部分１３２、１５４の第２の端部１３６、１５８は、ハウジング１０２が、第１の電極１０６の外周１３８および第２の電極１０８の外周１６０で封止されているために、互いとの関係において所定の位置にとどまる。図４に示されている作動状態において、第１の電極１０６および第２の電極１０８は、互いに接触させられ互いに平行に配向されて、誘電性流体１９８を膨張性流体領域１９６内に強制する。これにより、誘電性流体１９８は、第１の電極１０６および第２の電極１０８の中央開口部１４６、１６８を通って流れ膨張性流体領域１９６を拡張させることになる。

【0026】

ここで図３を参照すると、人工筋肉１００は、非作動状態で示されている。電極対１０４は、ハウジング１０２の未封止部分１９２の電極領域１９４の内部に具備される。第１の電極１０６の中央開口部１４６および第２の電極１０８の中央開口部１６８は、膨張性流体領域１９６の内部で同軸的に整列している。非作動状態において、第１の電極１０６および第２の電極１０８は部分的に互いから離隔され、互いに平行ではない。第１のフィルム層１２２は、電極対１０４の周りで第２のフィルム層１２４に封止されていることから、タブ部分１３２、１５４の第２の端部１３６、１５８は、互いに接触させられる。したがって、第１の電極１０６と第２の電極１０８の間に誘電性流体１９８が提供され、こうして膨張性流体領域１９６に近接してタブ部分１３２、１５４の第１の端部１３４、１５６が分離される。換言すると、第１の電極１０６のタブ部分１３２の第１の端部１３４と第２の電極１０８のタブ部分１５４の第１の端部１５６の間の距離が、第１の電極１０６のタブ部分１３２の第２の端部１３６と第２の電極１０８のタブ部分１５４の第２の端部１５８の間の距離よりも大きい。その結果、電極対１０４は、作動された時点で膨張性流体領域１９６に向かってファスナ様に閉じる(zipper)ことになる。いくつかの実施形態において、第１の電極１０６および第２の電極１０８は可撓性であってよい。したがって、図３に示されているように、第１の電極１０６および第２の電極１０８は、凸状であり、こうしてそのタブ部分１３２、１５４の第２の端部１３６、１５８は、互いに閉じてはいるものの中央開口部１４６、１６８に近接して互いに離隔した状態にとどまることができるようになっている。非作動状態では、膨張性流体領域１９６は第１の高さＨ１を有する。

【0027】

図４に示されているように、作動された時点で、第１の電極１０６および第２の電極１０８は、そのタブ部分１３２、１５４の第２の端部１４４、１５８から互いに向かってファスナ様に閉じ、これにより、誘電性流体１９８を膨張性流体領域１９６内に押込む。図示されているように、作動状態において、第１の電極１０６および第２の電極１０８は互いに平行である。作動状態において、誘電性流体１９８は膨張性流体領域１９６に流入して、膨張性流体領域１９６を拡張させる。こうして、第１のフィルム層１２２および第２のフィルム層１２４は、反対方向に膨張する。作動状態において、膨張性流体領域１９６は第２の高さＨ２を有し、非作動状態にあるときの膨張性流体領域１９６の第１の高さＨ１よりも大きい。図示されてはいないものの、電極対１０４は、非作動状態と作動状態の間の１つの位置まで部分的に作動され得る、ということを指摘しておかなければならない。これにより、必要なときに膨張性流体領域１９６の部分的拡張および調整が可能になる。

【0028】

第１の電極１０６および第２の電極１０８を互いに向かって移動させるために、電源により電圧が印加される。いくつかの実施形態において、誘電性流体１９８を通して電場を誘発するために、最高１０ｋＶの電圧を電源から提供することができる。第１の電極１０６と第２の電極１０８の間に結果として得られる引力は、誘電性流体１９８を膨張性流体領域１９６内に押込む。膨張性流体領域１９６内部の誘電性流体１９８由来の圧力は、第１のフィルム層１２２および第１の電気絶縁体層１１０を第１の電極１０６の中心軸Ｃに沿って第１の軸方向に変形させ、第２のフィルム層１２４および第２の電気絶縁体層１１２を、第２の電極１０８の中心軸Ｃに沿って反対側の第２の軸方向に変形させる。第１の電極１０６および第２の電極１０８に供給されている電圧がひとたび中断されたならば、第１の電極１０６および第２の電極１０８は、非作動状態でそれらの初期非平行位置に戻る。

【0029】

本明細書中で開示されている当該実施形態、具体的には相互接続用ブリッジ部分１７４、１７６を伴うタブ部分１３２、１５４は、タブ部分１３２、１５４を含まないＨＡＳＥＬアクチュエータなどのアクチュエータに比べて多くの改善を提供するということを認識すべきである。２つのタブ部分対１３２、１５４をそれぞれ第１の電極１０６および第２の電極１０８の各々の上に含む人工筋肉１００の実施形態は、均一の半径方向に延在する幅を有するドーナツ形の電極を含む公知のＨＡＳＥＬアクチュエータに比べて、作動後の結果として得られる力の量を削減することなく、人工筋肉１００の全体的質量および厚みを削減し、作動中に必要とされる電圧量を削減し、かつ人工筋肉１００の総体積を減少させる。より詳細には、人工筋肉１００のタブ部分１３２、１５４は、ドーナツ形の電極を含むＨＡＳＥＬアクチュエータに比べて人工筋肉１００の局在化した均一な液圧作動を提供することによって増大した作動出力を結果としてもたらすファスナ様の前面を提供する。具体的には、１つのタブ部分対１３２、１５４は、ドーナツ形ＨＡＳＥＬアクチュエータに比べて単位体積あたり２倍のアクチュエータ出力量を提供し、一方、２つのタブ部分対１３２、１５４は、単位体積あたり４倍のアクチュエータ出力量を提供する。タブ部分１３２、１５４を相互接続するブリッジ部分１７４、１７６は、同様に、作動中、隣接するタブ部分間の距離を維持することによりタブ部分１３２、１５４の座屈を制限する。ブリッジ部分１７４、１７６は、タブ部分１３２、１５４と一体化して形成されることから、ブリッジ部分１７４、１７６は同様に、破断リスクを増大させる取付け場所を無くすことによりタブ部分１３２、１５４間の漏出も防止する。

【0030】

動作中、人工筋肉１００が作動された時点で、膨張性流体領域１９６の膨張は、アクチュエータ体積１立方センチメートル（ｃｍ³）あたり３ニュートン－ミリメートル（Ｎ・ｍｍ）以上、例えば４Ｎ・ｍｍ／ｃｍ³以上、５Ｎ・ｍｍ／ｃｍ³以上、６Ｎ・ｍｍ／ｃｍ³以上、７Ｎ・ｍｍ／ｃｍ³以上、８Ｎ・ｍｍ／ｃｍ³以上といった力を生成する。一実施例において、人工筋肉１００が９．５キロボルト（ｋＶ）の電圧によって作動させられた場合、人工筋肉１００は、５Ｎの力を結果として提供する。別の実施例では、人工筋肉１００が１０ｋＶの電圧により作動させられた場合、人工筋肉１００は５００グラムの負荷の下で４４０％のひずみを提供する。

【0031】

さらに、第１の電極１０６および第２の電極１０８のサイズは、誘電性流体１９８の変位量に比例する。したがって、膨張性流体領域１９６の内部でより大きな変位が所望される場合、電極対１０４のサイズは、膨張性流体領域１９６のサイズとの関係において増大させられる。膨張性流体領域１９６のサイズは、第１の電極１０６および第２の電極１０８の中の中央開口部１４６、１６８によって画定されることを認識すべきである。したがって、膨張性流体領域１９６の内部の変位度は、代替的にまたは付加的に、中央開口部１４６、１６８のサイズを増大または減少させることによって制御され得る。

【0032】

図５および６に示されているように、人工筋肉２００の別の実施形態が例証されている。人工筋肉２００は、実質的に人工筋肉１００と類似している。したがって、同様の構造は同様の参照番号で標示されている。しかしながら、図示されているように、第１の電極１０６は、中央開口部を含まない。したがって、第２の電極１０８のみが内部に中央開口部１６８を含む。図５に示されているように、人工筋肉２００は非作動状態にあり、第１の電極１０６は平面的であり、第２の電極１０８は第１の電極１０６との関係において凸状である。非作動状態において、膨張性流体領域１９６は第１の高さＨ３を有する。図６に示されている作動状態において、膨張性流体領域１９６は、第１の高さＨ３より大きい第２の高さＨ４を有する。第１の電極１０６と第２の電極１０８の両方の中とは対照的に第２の電極１０８中のみに中央開口部１６８を提供することによって、人工筋肉２００の一方の側に全変形を形成することができるということを認識すべきである。さらに、全変形が人工筋肉２００の一方の側のみに形成されることから、人工筋肉２００の膨張性流体領域１９６の第２の高さＨ４は、誘電性流体の他の全ての寸法、配向および体積が同じである場合、人工筋肉１００の膨張性流体領域１９６の第２の高さＨ２に比べて、人工筋肉２００の中央軸Ｃに直交する長手方向軸からさらに遠くに延在する。

【0033】

ここで図７を参照すると、人工筋肉１００などの複数の人工筋肉を含む人工筋肉アセンブリ３００が示されている。しかしながら、複数の人工筋肉２００を積重ね編成で配設することも同様に可能である。各人工筋肉１００は、構造的に同一であり得、各人工筋肉１００の膨張性流体領域１９６が隣接する人工筋肉１００の膨張性流体領域１９６と重ね合わさるようにスタック(stack)の形に配設されてもよい。各人工筋肉１００の端子１３０、１５２は、人工筋肉１００が非作動状態と作動状態の間で同時に作動され得るように互いに電気的に接続される。人工筋肉１００を積重ね構成で配設することにより、人工筋肉アセンブリ３００の全変形は、各人工筋肉１００の膨張性流体領域１９６の内部の変形の合計である。したがって、結果としての人工筋肉アセンブリ３００由来の変形の度合は、人工筋肉１００単独により提供されると考えられるものよりも大きい。

【0034】

ここで図８を参照すると、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００などの人工筋肉または人工筋肉アセンブリを非作動状態と作動状態の間で動作させるための作動システム４００を提供することができる。したがって、作動システム４００は、コントローラ４０２、操作デバイス４０４、電源４０６、および通信経路４０８を含み得る。ここで作動システム４００のさまざまな構成要素について説明する。

【0035】

コントローラ４０２は、さまざまな構成要素が通信可能に結合されている非一時的電子メモリ４１２およびプロセッサ４１０を含む。いくつかの実施形態において、プロセッサ４１０および非一時的電子メモリ４１２および／または他の構成要素は、単一のデバイスの内部に内含されている。他の実施形態においては、プロセッサ４１０および非一時的電子メモリ４１２および／または他の構成要素は、通信可能に結合された多数のデバイスの間で分散されていてよい。コントローラ４０２は、機械可読命令セットを記憶する非一時的電子メモリ４１２を含む。プロセッサ４１０は、非一時的電子メモリ４１２内に記憶された機械可読命令を実行する。非一時的電子メモリ４１２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブまたは、プロセッサ４１０が機械可読命令にアクセスできるように機械可読命令を記憶する能力を有する任意のデバイスを含むことができる。したがって、本明細書中に記載されている作動システム４００は、任意の従来のコンピュータプログラミング言語で、予めプログラミングされたハードウェア素子として、またはハードウェアおよびソフトウェア構成要素の組合せとして、実装され得る。非一時的電子メモリ４１２は１つのメモリモジュールまたは複数のメモリモジュールとして実装され得る。

【0036】

いくつかの実施形態において、非一時的電子メモリ４１２は、作動システム４００の機能を実行するための命令を含む。命令は、ユーザコマンドに基づいて人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００を動作させるための命令を含み得る。

【0037】

プロセッサ４１０は、機械可読命令を実行する能力を有するあらゆるデバイスであり得る。例えばプロセッサ４１０は、集積回路、マイクロチップ、コンピュータまたは他の任意のコンピュータデバイスであり得る。非一時的電子メモリ４１２およびプロセッサ４１０は、作動システム４００のさまざまな構成要素および／またはモジュールの間の信号相互接続性を提供する通信経路４０８に結合される。したがって、通信経路４０８は、任意の数のプロセッサを互いに通信可能に結合することができ、通信経路４０８に結合されたモジュールが分散コンピューティング環境内で動作できるようにすることができる。具体的には、モジュールの各々は、データを送信および／または受信できるノードとして動作し得る。本明細書中で使用される「通信可能に結合された」なる用語は、結合された構成要素が、データ信号を相互に交換する、例えば導電媒体を介して電気信号を、空気を介して電磁信号を、光導波路を介して光信号を交換する能力を有することを意味する。

【0038】

図８に概略的に描かれているように、通信経路４０８は、コントローラ４０２のプロセッサ４１０および非一時的電子メモリ４１２を作動システム４００の複数の他の構成要素と通信可能に結合する。例えば、図８中に描かれている作動システム４００は、操作デバイス４０４および電源４０６と通信可能に結合されたプロセッサ４１０および非一時的電子メモリ４１２を含む。

【0039】

操作デバイス４０４は、ユーザが人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００の動作を制御できるようにする。いくつかの実施形態において、操作デバイス４０４は、スイッチ、トグル、ボタンまたは、ユーザによる操作を提供するための制御機構の任意の組合せであり得る。非限定的な例として、ユーザは、操作デバイス４０４の制御機構を第１の位置まで作動させることによって、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００を作動状態へと作動させることができる。第１の位置にある間、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００は作動状態にとどまる。ユーザは、操作デバイス４０４の制御機構を第１の位置から出て第２の位置へと動作させることにより、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００を非作動状態へと切換えることができる。

【0040】

操作デバイス４０４は、通信経路４０８が操作デバイス４０４を作動システム４００の他のモジュールに対して通信可能に結合するように、通信経路４０８に結合される。操作デバイス４０４は、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００の特定の動作構成に関してユーザ命令を受信するためのユーザインターフェースを提供することができる。さらに、ユーザ命令は、一定の条件でのみ人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００を動作させるための命令を含むことができる。

【0041】

電源４０６（例えばバッテリ）は、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００に対して電力を提供する。いくつかの実施形態において、電源４０６は、充電式直流電源である。電源４０６は、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００に対して電力を提供するための単一の電源またはバッテリであり得るということを理解しなければならない。電源４０６を介して人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００に対し電力を提供するために、電力アダプタ（図示せず）を具備して、配線用ハーネスなどを介して電気的に結合させることができる。

【0042】

いくつかの実施形態において、作動システム４００は同様に表示デバイス４１４を含む。表示デバイス４１４は、通信経路４０８が作動システム４００の他のモジュールに対して表示デバイス４１４を通信可能に結合するように、通信経路４０８に結合される。表示デバイス４１４は、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００の作動の状態または人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００の作動の状態の変化の標示に応答して通知を出力し得る。さらに、表示デバイス４１４は、光学的情報の提供に加えて、表示デバイス４１４の表面上のまたは表示デバイス４１４に隣接する触覚入力の存在および場所を検出するタッチスクリーンであってよい。したがって、表示デバイス４１４は、操作デバイス４０４を含み、表示デバイス４１４が光学的出力を提供した時点で直接機械的入力を受信することができる。

【0043】

いくつかの実施形態において、作動システム４００は、ネットワーク４２０を介して作動システム４００を携帯デバイス４１８に対し通信可能に結合するネットワークインタフェースハードウェア４１６を含む。携帯デバイス４１８は、非限定的に、スマートホン、タブレット、パーソナルメディアプレーヤーまたは、無線通信機能性を含む他の任意の電気デバイスを含み得る。携帯デバイス４１８が提供される場合、これは、操作デバイス４０４の代りにコントローラ４０２に対しユーザコマンドを提供するのに役立ち得るということを認識しなければならない。こうして、ユーザは、操作デバイス４０４の制御機構を利用することなく人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００を制御するかまたはこれを制御するためのプログラムを設定することが可能となり得る。したがって、人工筋肉１００、２００または人工筋肉アセンブリ３００は、ネットワーク４２０を通してコントローラ４０２と無線で通信する携帯デバイス４１８を介して遠隔制御可能である。

【0044】

以上のことから、本明細書中では、人工筋肉を選択的に作動してその領域を上昇および下降させることによって、物体の表面を膨張または変形させるための人工筋肉が定義されている、と言うことを認識すべきである。これによりオンデマンドで動作可能な薄型膨張部材が提供される。

【0045】

「実質的に」および「約」なる用語は本明細書において、任意の定量比較、値、測定値または他の表現に起因し得る固有の不確実性の度合を表わすために使用され得る。これらの用語は、同様に、本明細書において、問題となっている主題の基本的機能を変化させる結果をもたらすことなく、定量的表現が提示された基準から変動し得る度合を表わすためにも使用される。

【0046】

本明細書では特定の実施形態が例証され説明されてきたが、請求対象の主題の範囲から逸脱することなく、さまざまな他の変更および修正を加えることが可能である、ということを理解すべきである。さらに、請求対象の主題のさまざまな態様が本明細書中で説明されてきたが、このような態様を組合せた形で使用する必要はない。したがって、添付のクレームが請求対象の主題の範囲内に入るこのような変更および修正の全てを網羅することが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】