エンジニアは鳥のようなロボットを作るために自然に目を向ける

スタンフォード大学の研究所で働いた後、オランダのグローニンゲン大学に移ったエンジニアのマーク・カトコスキーとデビッド・レンティンクは、鳥のようなロボットを開発しました。このロボットは、止まり木に止まることができ、物体を運ぶことができます。

ウィリアム・ローダリック博士は、両方の研究所で大学院生でした。

“鳥が飛ぶようにすることは、止まるようにすることは簡単ではありません，” ローダリックは言った。 “数百万年の進化の後、鳥は、森の中にある樹枝の複雑さや変化性の中でも、離陸や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。これにより、新しい止まり木ロボットが開発されました。

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。

この装置は、「固定された自然にインスパイアされた空中グリッパー」、またはSNAGと呼ばれます。四輪ドローンに接続すると、飛行、止まり木、物体の捕獲や運搬が可能なロボットになります。研究者たちは、ロボットを使用して、鳥の足の配置の種類を比較し、オレゴン州の森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（世界で2番目に小さなオウム）を使用しました。鳥は、高速度カメラによって、さまざまなサイズや素材の特殊な止まり木の間を飛び回る様子が記録されました。これらの止まり木には、鳥が離陸、着陸、止まる際の物理的な力が記録されるセンサーが含まれていました。

ローダリックは、この論文の第一著者です。

“驚いたのは、鳥がどのような表面に着陸しても、同じ空中動作を行うことだった，” ローダリックは言った。 “鳥は、足で表面の複雑さや変化性を処理する。” これは、鳥の着陸で見られる公式的な行動であり、SNAGの「S」は「固定された」という意味です。

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。ただし、四輪ドローンのサイズのため、SNAGは、ハヤブサの足に基づいています。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や腱として機能します。

ロボットの各足には、後ろに動かすモーターと、握るための別のモーターがあります。ロボットの足には、着陸の衝撃エネルギーを吸収するメカニズムがあり、これがパッシブに握る力に変換されます。これにより、20ミリ秒以内に閉じることができる高速なクラッチが作成されます。SNAGの踝は、枝に巻き付いたときにロックし、右足に設置された加速度計は、着陸時に報告し、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、捜索救難作戦や山火事の監視などの多くの潜在的な応用があります。ドローン以外の技術に接続でき、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、最も有望で興奮する潜在的な応用の1つは、環境研究です。チームは、ロボットに温度と湿度の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，” ローダリックは言った。 “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まったく新しい方法が解放されるでしょう。”

新しいSNAGロボットは、環境研究を改善する上で重要な役割を果たすことになり、以前は到達できない新しい洞察を提供することになります。