タコを模したソフトロボティックアームを開発

ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学アプライドサイエンススクール（SEAS）と北京航空航天大学の研究者は、タコを模したソフトロボティックアームを開発しました。これは、柔軟でテーパードな設計により、さまざまな形状、サイズ、質感の物体を握り、移動し、操作できます。ロボットアームは、物体を握る際により強固な把持力を提供する吸盤で構成されています。

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、神経の3分の2が腕にあり、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、サッカーで、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。

「以前のタコを模し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、腕のテーパリング角度と曲げおよび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、広範な物体を扱うために複数のグリッパーを使用する必要性を排除し、代わりに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ています。

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

研究者们采取的第一步是研究现实中的章鱼臂的锥度。然后，他们找到了最适合软体机器人弯曲和抓取物体的设计。团队研究了吸盘的布局和结构，并找到了将它们融入新设计的方法。

謝振鑫は共同第一著者であり、北京航空航天大学の博士課程学生です。彼はFesto Tentacle Gripperの共同発明者であり、これは商業プロトタイプにおける最初の完全統合実装です。

「私たちは、ソフトアクチュエーターのために、これらのサッカーの一般的な構造と分布を模倣しました」と謝さんは述べました。「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サッカーは、ほぼあらゆる物体に付着できます。」

ソフトロボティックアームは、研究者が2つのバルブを使用して制御します。1つのバルブは、圧力を適用してアームを曲げるために使用され、もう1つのバルブは、サッカーを接続するための真空を使用します。研究者は、圧力と真空を変更して、アームが物体に接触し、物体を巻き付け、物体を解放することができます。

装置は、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。テーパード設計により、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作動することができました。

カティア・ベルトルディは、研究の共同シニア著者であり、ウィリアムとアミ・クアン・ダノフ応用力学およびSEAS教授です。

「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の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リング角度の変異の機能的重要性についての私たちの理解に貢献します」とベルトルディは述べました。