研究者が形を変え、移動できるソフトロボットを開発

ソフトロボティクスの周りには、いくつかの課題があります。多くのソフトロボットは、エアコンプレッサーに接続されたり、壁にプラグインしなければなりません。スタンフォード大学の研究者は、この課題を克服しようとしました。

ネイサン・ユースヴィッチは、スタンフォード大学の機械工学の大学院生です。

「多くのソフトロボットには、大きなエアコンプレッサーに接続されたり、壁にプラグインしなければならないという重大な制限があります。これにより、ロボットが移動できなくなります。そこで、私たちは、ロボット内に常に同じ量の空気を維持することができるのではないかと考えてみました」とユースヴィッチは述べました。

研究チームは、形を変えることができる人間サイズのソフトロボットを開発することができました。ロボットは、形を変えることで、物体を把持し、操作することができ、制御された方向に転がることができます。

研究は、3月18日にScience Roboticsに掲載されました。

「このロボットのカジュアルな説明は、映画『ビッグ・ヒーロー6』のベイマックスと『トランスフォーマー』を合わせたようなものです。つまり、ソフトで人間に安全なロボットと、形を劇的に変えることができるロボットを合わせたものです」とユースヴィッチは述べました。

シンプルバージョン

このソフトロボットは、3つの異なるタイプのロボットを組み合わせて開発されました。チームの発明のシンプルバージョンは、「等周長ロボット」と呼ばれます。ロボットの形は変化しますが、エッジの総長と内部の空気の量は同じままです。

等周長ロボットは、ソフトロボット、トラスロボット、集団ロボットから開発されました。各ロボットカテゴリには異なる利点があります。ソフトロボットは軽量で柔軟性があり、トラスロボットは形を変えることができ、集団ロボットは小型で協調性があります。

ショーン・フォルマーは、機械工学の助教授であり、論文の共同責任著者です。

「私たちは、従来のモーターを使ってソフトな構造を操作しています。これにより、ソフトロボットの利点と従来のロボットの知識を組み合わせた、非常に興味深いロボットクラスが生まれます」とフォルマーは述べました。

コンプレックスバージョン

チームは、複数の三角形を接続して、ロボットのより複雑なバージョンを開発しました。モーターの動きを調整することで、ロボットは特定の動作、たとえばボールを拾うことができるようになりました。

エリオット・ホークスは、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の機械工学の助教授であり、論文の共同責任著者です。

「大きなソフトなロボットで動きを生み出すには、実際には空気を押し出す必要はないことがわかりました。代わりに、すでに内部にある空気を単純なモーターで動かすだけで済みます。この方法はより効率的で、ロボットがより速く動くことができます」とホークスは述べました。

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宇宙探査

スタンフォード大学の機械工学の大学院生であり、論文の共同責任著者であるザカリー・ハモンドによると、このソフトロボットの可能な用途の1つは宇宙探査です。

「このロボットは、宇宙探査に特に役立つ可能性があります。ロボットは小さなパッケージで輸送でき、インフレーション後は自立して動くことができます。別の惑星では、形を変える能力を利用して複雑な環境を移動し、狭い空間をすり抜け、障害物を乗り越えることができます」とハモンドは述べました。

研究者は、現在、さまざまな形状を試しており、ロボットを水中でテストしたいと考えています。

アリソン・オカムラは、機械工学の教授であり、論文の共同著者です。

「この研究は、新しい方法でロボットを設計し、構築する方法について考える力強さを示しています。ロボット設計の創造性は、このようなシステムによって拡大し、ロボット工学の分野ではこれを奨励したいと思います」とオカムラは述べました。