聚氨酯凝胶是聚氨酯材料家族中的一员，其受到关注是因为其独特的触感犹如人体的皮肤。由于部分凝胶还具有透气性、良好的尺寸稳定性等特点，因而被广泛应用在与人体接触的场合。譬如枕头、床垫、座椅等等。质地均匀的聚氨酯凝胶产品可以透光，具有装饰作用，可以用在家居装饰，艺术创作等场合。
在业界普遍注重实用性的时代，三井化学却别出心裁地要用机器人重现人们拍手时的声音。为了实现这一目标，三井化学将目光盯向聚氨酯凝胶，开发了一种新的弹性体材料，应用于“拜拜世界”株式会社开发的娱乐机器人“Big Clappy 2020”。
图片出处：三井化学官网
Big Clappy是一个吸引顾客的机器人，其手掌设置在头部上方。以前的机型，塑料手拍出来的声音总是有种啪嚓啪嚓的噪声，与真正的人的手掌所拍出来的声音有差异。在手的形状和大小不能轻易改变的情况下，拍手的声音是否与人手的硬度有关呢？但是，实验结果表明，简单地再现与人手相同的硬度是不够的, 必须考虑人手拍手时的声学特性。由于人手的掌声是一种清脆的声音，从低频到高频率是均匀的，并且持续时间短。而现有的机器人手臂所发出的声音频率低，保持时间长。如果能够通过改进材料来重现这种声学特性，就能够找到一种接近真正的掌声的材料。
“Big Clappy 2020”的手就是通过改变凝胶材料的分子结构，制作出硬度和反弹性不同的新的聚氨酯凝胶材料的弹性体材料。此外，通过声学测试比较时间与频率特征的分析结果，从而再现适合于人拍手声音的宽频带。
三井化学的实验结果证明，在设计聚氨酯类凝胶材料时，作为控制对象的物性主要有3种，即“硬度”、“粘性”、与“弹性”。通常，“硬度”与“粘性”成反比，“粘性”与“弹性”处于权衡关系。也就是说，当硬度降低时，粘度增加并且弹性减弱。基于这样的原理，在实际的聚氨酯凝胶材料的开发过程中，用于低弹性床垫和枕头的材料增加了粘度，而座椅材料等则增加了弹性，首先决定哪个更强是一种思考的方式，再探索与之的平衡。
近年来，为了使机器人更接近人类，对由柔软材料制成的机器人部件的需求变得越来越明显。三井化学的凝胶新材料是以该公司的分子设计技术为基础，经过10多年的发展，开发出来可自由控制接近人体皮肤的物理特性的技术。
“拜拜世界”的社长认为，今后兼具柔软和有力特性的机器人产品一定会撼动人们的心灵。
“Big Clappy 2020”的手是三井化学将聚氨酯凝胶新材料和金属一体成型制造出来的。这种凝胶新材料也被用于眼科手术练习模拟器的眼球模型，并将其应用于各种产品，如需要接近人体皮肤的柔软触感的服务机器人和医疗领域。
图片出处：三井化学官网
供稿：戴维
编辑修改：JST客观日本编辑部
