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まるで本物のクラゲのよう? 全長6mmの超小型ロボットが示す可能性(動画あり)

8/16(金) 18:16配信

WIRED.jp

まるでクラゲそっくりに泳ぐ全長6mmの超小型ロボットを、ドイツの研究チームが開発した。磁気によって8本の“腕”を動かして水流に乱れを発生させ、小さな物体を動かしたりできるのが特徴だ。そのシンプルな構造は、さまざまな場面で応用できる可能性を秘めている。

「手を使わない」という発想転換とは?

「クラゲ」と「ロボット」ほど対極にあるものを見つけるのは難しいだろう。クラゲは楽々と優雅に海中を動き回るが、ロボットはぶざまに倒れないように必死になっている。しかも、急に発火することさえある。

ところがいま、このふたつの世界が融合した。クラゲの幼生(エフィラ)をモデルにつくられた非常にシンプルな小型ロボットが、ケーブルなしで本物のように泳ぎ回るのだ。

大きさは4分の1インチ(約6mm)に満たない。磁気で作動するのだが、クラゲを模倣した優美な動きを見せ、結果として生じる水流の乱れを利用して小さな物体を動かしたり、水槽の底に敷き詰められたビーズのなかに潜り込んだりできる。

このクラゲ型ロボットには8本の腕がある。腕の先端は非磁性のパッシヴなポリマーでつくられており、体全体は磁気微粒子が埋め込まれた柔らかい本体で構成されている。ロボットはタンクに入れられており、タンクの周囲は電磁石のコイルで囲まれている。磁場を操作することで、ロボットの腕の磁気ビットを制御する仕組みだ。

驚くほどクラゲそっくりな動き

科学誌『Nature Communications』に発表された今回のロボットに関する論文の著者のひとりで、ドイツのマックス・プランク知能システム研究所の身体的知能部門の責任者を務めるメティン・シッティは、次のように語る。「上方向にゆっくりと磁場を加えると、腕はゆっくりと上に曲がります。次に強力な下向きの磁気信号を送ることで、腕は即座に下向きになります」

続けて腕の先端も曲がるので、8本腕のエフィラのゼラチンのような動きが再現される(成長したクラゲには、誰もがよく知るとげのある触手がある)。ロボットの動きとしては、これ以上ないほど単純だ。だ

しかし単純だからこそ、ロボットの動きに驚くほどの多様性が生まれる。なお、こうした動きは今回の研究では「Mode(モード)」と呼ばれている。

上の動画を見てほしい。「モードA」はエフィラの動きを非常に忠実に再現したものだが、磁場をわずかに調整すれば新たな動きを生みだすことができる。例えば「モードB1」は、より強く収縮させることで強力な推進力を生み出せる。「モードB2」では、次の収縮までの回復時間が短くなっている。

「モードB3」は、収縮後に腕を下ろしている時間を長くすることで、効率的な惰性を生み出している。「モードC」では推進力が最も弱くなっている。磁場の操作により、ロボットを立体的な空間の中で自在に動かすこともできる。

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最終更新:8/16(金) 18:16
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