電子回路なしの四本足ロボットが開発される

ロボティクス分野の最新の進歩の一つとして、サンディエゴ大学のエンジニアチームは、電子回路を使用せずに操作できる四本足のソフトロボットを開発しました。代わりに、制御と移動システムのすべてに圧縮空気を使用します。

マイケル・T・トレットは、UCサンディエゴのジェイコブス・スクール・オブ・エンジニアリングの機械工学教授で、このチームとその研究を率いました。2023年2月17日に、サイエンス・ロボティクスに発表されました。

トレットは、研究グループの博士課程の学生であり、論文の第一著者であるディラン・ドロトマンと共同で研究を行いました。

「この研究は、完全に自律的な、電子回路を使用しない歩行ロボットへの重要なステップです」とドロトマンは述べました。

ロボット

新しく開発されたロボットと既存のソフトロボットの主な違いは、後者は圧縮空気で動作しますが、電子回路を使用していることです。したがって、回路基板、バルブ、ポンプなどの複雑なコンポーネントが多く、ロボットの体外に配置されています。電子コンポーネントはロボットにとって重要で、脳と神経系の役割を果たしているため、通常、高価でスペースを占有しています。

一方、UCサンディエゴのチームが開発した新しいロボットは、軽量で低コストなシステムの気圧回路を使用しています。このシステムは、チューブとソフトバルブで構成されており、実際のロボットに配置されています。このシステムにより、ロボットは環境からの信号に応じて反応し、歩行することができます。

「私たちのアプローチでは、非常に複雑なロボットの脳を作成できます」とトレットは述べました。「私たちの焦点は、歩行を制御するために必要な最もシンプルな空気動力式神経系を作成することでした」

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四本足、三自由度

ロボットの四本の足には、圧縮空気を制御するバルブが入った空気動力式筋肉があります。また、体には、バルブを切り替えるために使用されるフルイドで満たされたソフトな泡が配置されています。ロボットの泡が圧迫されると、フルイドがバルブを切り替え、ロボットの向きを逆にします。

ロボットの四本の足には、三自由度と三つの筋肉があります。それぞれの足は、三つの平行な、接続された気圧シリンダーチェンバーで構成されており、45度の角度で下に向かって曲がっています。

シリンダーチェンバーが圧縮されると、足の向きを逆にできます。つまり、各足には、歩行を可能にする多軸ベンディング機能があります。ソフトバルブを使用すると、足の回転方向を時計回りと反時計回りに切り替えることができます。

研究者たちは、今後、ロボットを自然な地形や不均一な表面で使用することを目指していますが、これにはより複雑なセンサーネットワークと気圧システムが必要です。