12 歳の少年が作ったユニークな３Dプリンター DIY キット

インド・カルナータカ州発：12 歳の少年 Amogh Palasamudram 君は、３Dグルーペンと LEGO® を組み合わせたユニークな発想の３Dプリンター自作キットを編み出した。

Amogh 君は、Lego Mindstorms EV3 と３Dグルーペンを合体させて３Dプリンター DIY キットの製作を思いついた。発想は至ってシンプルだが、LEGO ブロックの Ｘ, Ｙ, Ｚ 軸で３Dグルーペンを支えるだけでなく、各軸をモーター駆動することでペンの３方向制御を可能にした。

この DIY キットは LEGO ブロックや知育玩具の K'NEX、LEGO Mindstorms EV3 コントローラーと３Dグルーペンといった一般に市販されている製品と、撚り糸や輪ゴム、厚手の段ボールといった日用品だけで構成されている。３Dプリントするには事前に PC 上で制御プログラムを用意してコントローラー側に送信して実行する。

この DIY セットの組立手順は製作者 Amogh 君自身が Instructables サイト上で公開している。母親によると Amogh 君は米国籍で、２年前から両親の故国インドに在住。 Mindstorms やプログラミング環境として人気のある Arduino UNO で様々な電子工作をこなし、この３Dプリンター DIY キットの他に、iPhone のホログラム投影機化なども考案している。母親によると、大学進学のため再び米国に戻るという。

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NASA、ISS 用再生フィラメント使用３Dプリンター開発企業に資金提供

米国ワシントン州発：米国航空宇宙局( NASA )はこのほど、再生フィラメントのリサイクラーを組み合わせた３Dプリンターの開発企業に 750,000 米ドルの開発資金提供を行った。

この資金提供を受けたのはボセル市に本拠を置く航空宇宙先端技術関連企業 Tethers Unlimited, Inc. ( TUI )の １ 部門 Firmamentum。NASA は同社の再生フィラメントリサイクラー付き３Dプリントシステム「 Refabricator 」を ISS に導入し、ISS 内での循環製造用として活用する計画だ。

Firmamentum は NASA の他に国防高等研究計画局( DARPA )からも、優れた先端技術製品開発で何度も開発支援を獲得している。過去の採用開発事例には宇宙 / 海洋兼用高剛性繋留索、宇宙空間で巨大構造物を自己建造可能なロボティクス３Dプリントシステム「 SpiderFab 」、新型衛星など多岐に渡る。

TUI によれば「 Firmamentum 」の開発は既に進行しており、地上試験も実施済みだという。今後は微小重力下での性能試験後、翌 2017 年にも ISS に搬入したい考え。

ISS 用３Dプリンター開発では Made In Space が先行しているが、TUI をはじめ、欧州や中国、ロシアでも独自に宇宙ステーション用３Dプリンター開発が進められている。Made in Space では今回の導入計画を受け、同様のフィラメントリサイクラー付き３Dプリントシステムと、「 SpiderFab 」の対抗製品「 Archinaut 」開発を進めている。

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英大学が幹細胞入りの新しいバイオインクを開発

英国発：ブリストル大学によると、同大学研究者グループがこのほど、幹細胞を含む新しい３Dバイオプリント用インク開発に成功したと発表した。

同大学分子細胞医学部博士研究員 Adam Perriman 氏によれば、新開発のバイオインクは海藻から抽出した天然素材ポリマーと医療産業界で使用される合成ポリマーから構成される。合成ポリマーは一定の温度まで上昇すると液体状態のバイオインクを固結させ、海藻由来の天然ポリマーは細胞養液に浸した状態で立体構造を維持する役目を果たす。

Perriman 氏は次のように述べている。「新しいバイオインク開発は非常に困難だった。養液中で強度を維持できるバイオプリント素材が必要だった。最終的な組み合わせにたどりつくまで試行錯誤の連続だった。このバイオインクは 37°C になると液体から固体となり、これによって複雑な３次元生体組織の作成が可能になる」。

同開発グループは幹細胞から骨芽細胞と軟骨細胞の分化に成功した。その後５週間かけ、実物大の気管軟骨を含む３Dプリント人工組織を生成した。

「養液注入後、作成した３次元構造から合成ポリマーだけが完全に排出されたのには驚嘆した。バイオプリント細胞内には幹細胞と海藻から抽出した天然ポリマーのみが残され、その後組織内部には無数の微小孔ができ、養分が効率よく幹細胞に取り込まれるようになった」。

同グループによれば、将来的には患者自身の幹細胞から人工膝軟骨組織などの複雑な生体組織作成と移植が可能になるとしている。今回の成果は学術誌 Advanced Healthcare Materials 電子版に掲載されている。

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無重力状態での３Dバイオプリントに世界で初めて成功

米国インディアナ州発：長年 NASA の業務請負を担ってきた航空宇宙および医療機器製造の Techshot Inc. は現地時間 ６ 月 14 日、世界で唯一の無重力状態をシミュレート可能な民間航空機「 Zero G 」内で、人間の幹細胞から心臓および血管組織の一部を３Dバイオプリントすることに世界で初めて成功した。

同社によると、今回の実験に使用した３Dバイオプリンター試作機はバイオプリンティングの nScrypt, Inc. とバイオインク製造プロジェクト Bioficial Organs と共同開発したもの。実験はメキシコ湾上空高度３万フィートで実施された。

「 Zero G 」がシミュレート可能な無重力状態は１回当たり最大 30 秒しか継続せず、試作機が作成できるバイオプリント体も必然的に微小組織に制限されるという欠点はあるものの、同社チーフサイエンティスト Eugene Boland 氏によれば、「３Dプリンターは稠密な組成の立体物作成は得意だが、そうでない大きな中空構造を持つ物体、たとえば心臓などの作成は苦手。地球重力の影響を受けない宇宙空間でバイオプリントを試みれば、作成物が重力に引っ張られて崩壊するといったこともない」ので、極めて短時間での実験だったとはいえ作成成功を確認できたことは非常に大きな成果だったとしている。

また宇宙空間での３Dバイオプリントのメリットとして、「 地上でのバイオプリントではどうしてもバイオインクに含まれる化学物質が多くなる。その点、宇宙空間なら足場材などの補強措置を取ることなく、健康な細胞組織の生成が可能になる( Bioficial Organs CEO の  Stuart Williams 氏 )」。

同社によると、今後も無重力下でのバイオプリント作成試験を続け、詳細なデータを収集した上で 2017 年 １ 月までに３Dバイオプリンター実用機を完成させ、翌 2018 年頃を目処に ISS に搬入して宇宙空間で３Dバイオプリント実験を始めたい考え。ISS で稼働予定の３Dバイオプリンター実用機は今回の試作機より更に小型化し、耐久性能も向上させたいとしている。

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３Dスキャナーのスタートアップに連邦政府機関が助成金を交付

カナダ・オンタリオ州発：トロント市内に本拠を置く Matter and Form Inc. は現地時間 ６ 月 17 日、連邦政府南オンタリオ地区経済開発局( FedDev Ontario )から総額 858,560 CAD の助成金を交付された。

同社は 2013 年、デザイナーとプログラマーの混成チームによって設立された３Dスキャナー製造のスタートアップ。主力製品「 Matter and Form 」デスクトップ３Dスキャナーの他、これまでにスマートフォンを簡単に３Dカメラ化するアタッチメント「 Bevel Clip 」など、数々のユニークな製品をリリースしている。

同社は今回の交付( 償還型助成 )を受け、「 Matter and Form 」次期製品開発に取り組むと共に、社員を増員して販売強化と顧客のさらなる確保、研究開発を推進したいとしている。同社への資金援助は FedDev Ontario 担当で連邦政府機関「イノベーション、科学および経済開発庁」担当大臣 Navdeep Bains 氏の代理として、ダベンポート区選出連邦議会議員 Julie Dzerowicz 氏によって発表された。

Dzerowicz 議員は次のように述べた。「我々は、Matter and Form 社による３Dスキャナー技術開発をこのような形で推進できて光栄だ。 Matter and Form 社製品は他の国内企業にとって、独創的なアイディアを国内外の市場に投入する好例となる」。

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ミネソタ州の公共図書館が３Dプリンター講座開催

米国ミネソタ州発：近年、米国内では FDM デスクトップ型３Dプリンターを配備する公共図書館が増えているが、ファーガスフォールズ公共図書館もその１つ。同図書館では現在、市民利用者対象の３Dプリンター講座を開講しているが、今夏は対象者を子供たちにも拡大して開くことになっている。

同図書館司書で成人利用者向けサービス担当 Katelyn Boyer 氏によると、同図書館は「 Zortrax M200 」１台を館内のバードディスプレイ上に配備してあり、無料の入門講座を受講する以外に個人利用もできるという。同３Dプリンター導入には West Central Initiative( WCI )の支援を受けている。

入門講座では３Dプリンターの歴史と使用法を学習した後、３Dデザインライブラリーの Thingiverse.com から好みの３Dオブジェクトを選んでダウンロードし、Zortrax M200 に転送してプリントアウトするまでを体験する。使用するフィラメント( 同製品専用 Z-Filament  )は好みの色が選べる。

入門講座の開講日と所要時間は毎週月曜午前 10 － 11 時 30 分と、木曜午後 ４ － ５ 時 30 分の １ 時間半。対象はそれまでの成人利用者に加え、７ 歳以上の子供も参加できる。７ － 10 歳までの児童は保護者同伴が条件。講座内利用ではなく個人的に利用したい場合は材料費のみ実費負担で受け付けている。

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海洋考古学者チームが沈没船の精密な３Dプリントスケールモデルを制作

英国発：海洋考古学者 John McCarthy 氏はこのほど、スコットランドとイングランド沖に眠る沈没船の３Dプリントスケールモデルを制作した。

Wessex Archaeology Limited のプロジェクト部長を務める同氏はスコットランド北西のエドラチリス湾に沈む 17 世紀頃の帆船と、第 １ 次大戦時に病院船として使用され、イングランド南方沖で撃沈された汽船「 HMHS Anglia 」号の調査をしている。両船の３次元モデル制作のため、同氏は写真測量法とソナーイメージングを組み合わせて３D点群データを作成し、そこから３Dモデルデータを生成して３Dプリントした。

McCarthy 氏は次のように述べている。「目の前に立体として展示できれば、もっと受け入れられやすいし、学校や会議に持っていくこともできる。スケールモデルが最終的に完成したら地元博物館への寄贈も考えている」。

McCarthy 氏がエドラチリス湾の沈船調査を開始したのは 2012 年。そこで同氏は豪フリンダース大学講師 Jonathan Benjamin 氏と共同で、博士号取得のための指導を受けながらこの沈船調査に従事してきた。両氏は同湾で、堆積物に分厚く覆われた３基の大砲を発見し、その下には木造船体構造が残っていることを確かめた。この沈船について詳細は不明ながら、オランダの商船「 Crowned Raven 」だと見られている。同船は 1600 年代後半、エドラチリス湾で遭難したことが知られている。

３Dモデルが生成可能なだけの精確なデータ収集のため、両氏が用いた方法が写真測量法とソナーイメージング技術だった。写真測量法は異なる画像データをコンピューター上で重ね合わせて物体間の正確な位置関係を割り出すことができ、忠実な色再現とともに高解像度画像が得られるが、海底では海藻類などの海洋生物付着や視程不良のため、広範囲をカバーできない。そこで、それを補うためにソナーイメージングを活用した。全長 329 フィートの HMHS Anglia 号の場合、マルチビームソナーシステムも使用してさらに広い範囲をスキャンした。マルチビームソナーはミリ単位の精密測定には不向きなため、高解像度の機器も併用して走査を繰り返して正確な３Dモデルデータが獲得できたとしている。

McCarthy 氏は写真測量法とソナー探査技術が向上し、またまったく新しいレーザースキャニング手法の開発も進んでいることを理由として挙げ、今回のような調査手法が今後飛躍的に増えるだろうと指摘する。

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