鳥のようなロボットを作るために、エンジニアは自然に注目する

スタンフォード大学の研究室で働いていたエンジニアのMark CutkoskyとDavid Lentinkは、オランダのグローニンゲン大学に移り、鳥のようなロボットを開発しました。このロボットは、物体を運ぶことができます。

ウィリアム・ローダリックは、両方の研究室で博士課程の学生でした。

「鳥が飛ぶようにするのは簡単ではありません」とローダリックは述べました。「数百万年の進化の結果、鳥は、森林で見られる木の枝の複雑さや変化に寄り添ったもののように、離着陸を簡単に見せます。」

研究者たちは、動物にインスパイアされたロボットや鳥にインスパイアされた空中ロボットを研究してきました。これが、新しいパーチングロボットの開発につながりました。

ロボットは、12月1日にScience Roboticsに掲載された論文で詳しく説明されています。

このデバイスは、「ステレオタイプ化された自然にインスパイアされた空中グライパー」、またはSNAGと呼ばれています。クアッドコプタードローンに接続すると、ロボットは空中を飛行し、さまざまな表面にパーチングし、物体を捕獲して運ぶことができます。研究者たちは、ロボットを使用して、鳥の趾の配置の種類を比較し、オレゴン州の森林の微気候を測定しました。

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パロレットを使用した以前の研究

チームの鳥を使用した以前の研究では、パロレットが使用されました。パロレットは、2番目に小さいパロットの種です。鳥は、さまざまなサイズと素材の特殊なパーチに飛び回りながら、高速度カメラで記録されました。これらのパーチには、鳥が離着陸し、パーチングするときの物理的な力を捉えるセンサーが含まれていました。

ローダリックは、論文の第一著者です。

「驚いたのは、彼らがどの表面に着陸しても、同じ空中動作を実行したことです」とローダリックは述べました。「彼らは、足で表面の変化や複雑さを処理しました。」鳥の着陸で見られるこの定型的な行動が、SNAGの「S」に由来しています。

SNAGの構造

SNAGは、パロレットと同様に、常に同じ方法で着陸します。しかし、クアッドコプタードローンのサイズのため、SNAGは、ペレグリンファルコンの脚に基づいています。骨ではなく、3Dプリンティングされた構造を持ち、モーターと釣り糸が筋肉と腱として機能します。

ロボットの各脚には、前後運動と握り付けのためのモーターが付いています。ロボットの脚には、着陸時の衝撃エネルギーを吸収し、パッシブに握り付け力に変換するメカニズムがあります。これにより、20ミリ秒以内にクロージングできる強力な高速クラッチが作成されます。SNAGの足首は、枝を巻き付けたときにロックされ、右足に装着された加速度計が着陸時にバランスをとるアルゴリズムをトリガーします。

潜在的な応用

SNAGのようなロボットには、検索と救助作戦や森林火災の監視などの多くの潜在的な応用があります。また、ドローン以外の技術に接続して、鳥と一緒に配置して、鳥類生物学の洞察を得ることもできます。

ローダリックによると、最も約束のある応用の1つは、環境研究です。チームは、ロボットに温度と湿度センサーを接続して、オレゴン州の微気候を記録しました。

「この研究の根底にある動機の1つは、自然界を研究するためのツールを作成することです」とローダリックは述べました。「鳥のように行動できるロボットがあれば、環境を研究するための全く新しい方法が開けられるでしょう。」

新しいSNAGロボットは、環境研究を改善する役割を果たすことになります。以前には到達できなかった新しい洞察を提供することになります。