タコを模したソフトロボティックアームを研究者が開発

ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学応用科学大学（SEAS）と北京航空航天大学の研究者は、タコに基づいたソフトロボティックアームを開発しました。これは、柔軟でターペッドな設計により、さまざまな物体を握り、移動し、操作できます。ロボットアームは、さまざまな形状、サイズ、テクスチャーの物体をしっかりと握るのに役立つ、吸盤が含まれています。

この新しい開発は、自然に基づいたロボティクスのもう一つの例です。タコでは、ニューロンの3分の2がその腕にあり、基本的に各腕が独立しています。タコの腕は、結び目を解く、子供用のボトルを開ける、さまざまな形状とサイズの獲物を巻き付けることができます。腕の最も印象的な側面の1つは、吸盤で、水中の粗い表面に強いシールを形成できます。

オーガスタス・ドメルは、ハーバード大学の最近の博士課程修了者であり、論文の共同第一著者です。

「以前のタコに基づいたロボットに関する研究のほとんどは、吸盤または腕の動きのいずれかを模倣することに焦点を当てていましたが、両方ではありませんでした」とドメルは述べました。「私たちの研究は、腕のテーパー角度と曲げと吸盤の組み合わせされた機能を量化する最初のものであり、これにより、通常は複数のグリッパーを使用する必要がある幅広い物体に対して、単一の小さなグリッパーを使用できます。」

この研究は、ソフトロボティクスに掲載されました。

https://www.youtube.com/watch?v=8IXncY4L_nc&feature=emb_title

研究者们が最初に取ったステップは、実際のタコの腕のテーパー角度を研究することでした。次に、柔軟なロボットが物体を曲げて握るための最適な設計を決定しました。チームは吸盤のレイアウトと構造を研究し、それらを新しい設計に組み込む方法を見つけました。

ツェ・シン・シエは、北京航空航天大学の博士課程の学生であり、共同第一著者です。また、Festoテンタクルグリッパーの共同発明者でもあります。これは、商業プロトタイプにおける最初の完全に統合された実装です。

「私たちは、これらの吸盤の一般的な構造と分布を私たちのソフトアクチュエーターに模倣しました」とシエは述べました。「私たちの設計は、生物学的な対象物よりもはるかに単純ですが、これらの真空ベースのバイオミメティック吸盤は、ほぼどのような物体にも付着できます。」

ソフトロボティックアームは、研究者が2つのバルブで制御します。1つのバルブは、アームを曲げるための圧力を適用するために使用され、もう1つのバルブは吸盤を接続するための真空です。研究者は、圧力と真空を変更して、アームが物体に付着し、物体を巻き付け、物体を放します。

デバイスは、研究者によってさまざまな物体、薄いプラスチックシート、コーヒーマグ、試験管、卵、生きたカニに対して成功裏にテストされました。テーパー設計により、ソフトロボティックアームは物体を回収するために狭い空間内で動作することができました。

カティア・ベルトールディは、研究の共同責任著者であり、ウィリアムとアミ・クアン・ダノフ応用力学教授であり、SEASです。

「私たちの研究の結果は、形態的に多様な物体の広範な範囲を握るための次世代ソフトロボティックアクチュエーターの作成に関する新しい洞察を提供するだけでなく、タコ種間の腕のテーパー角度の変異の機能的重要性について私たちの理解に貢献します」とベルトールディは述べました。