コロラド州立大学、ゾウの鼻に着想を得た曲がる・つかむ・連結するロボットを開発

Interesting Engineeringの報道によると、コロラド州立大学の技術者らは、ゾウの鼻を模した曲がるチューブ状のロボットを開発した。物体をつかみ、互いに取り付けることができるという。チームは、こうしたロボット群が将来的に宇宙探査などの複雑な作業を支援できる可能性があるとしている。

ロボットは「テンセグリティ」と呼ばれる設計を採用している。剛性のあるロッドを、固定された関節ではなく、張力をかけたケーブルのネットワークで保持する仕組みだ。これにより、構造を保ったまま本体を曲げ、伸ばし、縮め、形状を変えられるという。研究者らがそう述べた。

この装置はゾウの鼻のように物をつかむ。写真：Interesting Engineering

両端に爪

各チューブ状ロボットは、両端にそれぞれ機械式のつかみ爪を備えている。爪によって、ユニットは物を持ち上げたり、他のロボットに固定したりできる。従来のロボットアームは固定された関節に頼るが、これらの本体は連続的に変形できる。

同報道によると、この機械式の取り付け方式は磁石による連結を用いず、複数のユニットを接続する際の位置合わせの問題を減らせるという。連結したロボットは、鎖状、ループ状、枝分かれ状の構造を作ることができ、それぞれ異なる動きや操作に適している。

チームの目標は、ソフトロボットの柔軟性と、モジュール式システムが自ら組み替えられる能力を融合させることだ。既存のモジュール式ロボットは一般に硬い部品を使っており、そのため異なる環境や作業への適応には限界があると、報道は伝えている。

試験と課題

チームによると、個々のユニットは物を操作し、単独で移動できた。連結したグループは動きを調整して物を運搬したという。ロボットは、異なる移動戦略を使い分けて多様な環境を移動する「マルチモーダル移動」も示した。また、移動と物の操作を組み合わせた「ロコマニピュレーション」も示したという。

試験は研究室と、自然の地形を含む実環境で行われた。研究者らによると、工学上の課題の一つはモーターの選定だった。アクチュエーターは本体内に収まるほど小型でありながら、多様な動きに耐えられる十分な出力と信頼性が必要だったという。

ロボットはまだ完全な自律動作はできない。現在はほとんどの操作に人間のパイロットが必要だが、チームは2台のユニットが助けなしに互いを見つけて連結できることを示したという。

今後は自律性の向上、高速化、人の監視が少ない状態で人間と並んて運用することに取り組む。研究者らはまた、数十から数百のユニットが連結して現場へ移動し、特定の作業に合わせて自ら組み替える群れを構想している。想定される用途は製造、宇宙探査、捜索救助任務などだ。