最高速のソフトロボットが開発される

研究者グループが、従来のソフトロボットよりも速く動く新しいソフトロボットを開発した。固体表面や水中を移動する際に、従来のソフトロボットよりも速い。この新しいソフトロボットは、チーターの生物力学にインスパイアされており、デリケートな物体を慎重に持ち上げることができ、重い物体を持ち上げるのに十分な力を持っている。

論文のタイトルは、「Leveraging elastic instabilities for amplified performance: Spine-inspired high-speed and high-force soft robots」であり、アメリカ科学振興協会のジャーナルに掲載された。

ノースカロライナ州立大学の機械・航空宇宙工学の助教授であるジー・イン（Jie Yin）は、この論文の対応著者である。

「チーターは陸上で最も速い生物であり、その速度と力は背骨の屈曲から得られる」とインは述べている。

「チーターにインスパイアされて、スプリング駆動の『二安定状態』の背骨を持つソフトロボットを作成した」とインは続けた。「二安定状態とは、ロボットが2つの安定状態を持つことを意味する。空気をシリコンロボットのチャネルにポンプすることで、これらの安定状態を素早く切り替えることができる。状態を切り替えることで、地面に対して急速に力をかけることができ、ロボットは地面を蹴って走ることができる。」

「以前のソフトロボットは、常に地面に接触したままだったため、速度が制限されていた」とインは述べている。

http://www.youtube.com/watch?v=Z5QAwAOxORo&feature=youtu.be

以前のソフトロボット

平坦で固体の表面では、以前の最速のソフトロボットは、1秒あたり0.8体長の速度で移動できることが分かっていた。

研究者グループによって作成されたソフトロボットは、Leveraging Elastic Instabilities for Amplified Performance（LEAP）と呼ばれる新しいロボットのクラスに属する。これらのロボットは以前のものよりも大幅に優れており、1秒あたり2.7体長の速度で移動できる。これは以前のものの3倍以上の速度である。また、約3Hzの低周波数で動作する。

新しいソフトロボットは、以前の低力のロボットでは大きな課題であった、または不可能であった急な傾斜を走ることができる。

LEAPロボットは約7センチメートルの長さで、約45グラムの重量がある。

水中での速度

新しいソフトロボットのもう1つの開発は、水中での速度が向上したことである。これは、足をフィンに交換することで実現できる。そうすると、LEAPロボットは水中で1秒あたり0.78体長の速度に達することができる。以前の最速の水中ロボットは、1秒あたり0.7体長の速度しか出なかった。

「複数のソフトロボットを使用して、ピンセットのように物体を掴むことも実証した」とインは述べている。「ロボットがかける力を調整することで、卵のようなデリケートな物体や10キログラム以上の重い物体を持ち上げることができた。」

研究者グループは、ロボットの速度と力をさらに高めることを目指している。現在の開発は始まりに過ぎない。彼らは、捜索と救助技術などのさまざまな応用を想定している。

「潜在的な応用例としては、捜索と救助技術や、速度が重要な産業用ロボットがある」とインは述べている。 「例えば、生産ラインロボットが速くなるが、繊細な物体を扱えるようにすることができる。」

「私たちは、企業がこの技術を業務に取り入れる方法を洗練するために、民間セクターと協力する用意がある」とインは述べている。

この研究は、国家科学財団の支援を受けた。