人間の手がほぼあらゆるものを掴める汎用性の一部は、壊れやすいものや奇妙な形状のものに優しく触れることができることに由来しています。これはロボットにとって、特に自律的に動作する際に苦手とする点であり、残念ながら、その解決策はホラー映画から飛び出してきたような型破りなグリッパー設計にあるかもしれません。
ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学・応用科学大学院の研究者たちが、ハロウィーン間近の時期に新しいグリッパーのデザインを発表するのは、まさにうってつけと言えるでしょう。なぜなら、このグリッパーは、長い触手と糸状の突起を使って獲物を捕らえ、巻き上げて食べるタコやクラゲといった奇妙な海の生き物からインスピレーションを得ているからです。ダイオウイカは長らく海の伝説に残る謎の生き物ですが、実験室で再現してみてはどうでしょうか？
動物からインスピレーションを得て、特定のタスクを遂行するロボットを開発するというアイデアは、決して新しいものではありません。人間の手は非常に器用ですが、その能力をロボットに再現するのは非常に困難です。一方、触手はそうではありません。このグリッパーの設計の鍵となるのは、そのシンプルさです。
人工触手は、片側がもう片側よりわずかに太い、長さ 30 センチほどの中空のゴム管でできている。空気が空のときは、しなびて生命がないように見え、ストレートヘアのように垂れ下がっているが、空気を充填すると加圧され、おさげ髪のように丸まる。丸まる動作はほぼ完全にランダムであるため、圧力を受けて丸まった触手の 1 本の隣に物体を置くと、触手が巻き付く可能性があり、巻き付かない可能性がある。しかし、物体を多数の触手の横に置くと、少なくとも数本の触手が丸まった物体に巻き付き、触手同士も巻き付くことがほぼ保証されている。そして、このような絡み合いが増えるほど、グリップが強くなる。
触手は全体として物体を強力に掴みますが、個々の触手は比較的弱いグリップ力しか持たないため、壊れやすい物体を掴む際に損傷するリスクは低くなります。また、触手は空気を充填した場合にのみしっかりと掴むため、圧力を解放するだけで掴んでいた物体も同時に解放されます。
研究者たちは、プロトタイプを用いた実世界実験とシミュレーションの両方を用いて検証した結果、この新しいグリッパー設計は、植物、果物、野菜、さらには繊細なガラス製品に至るまで、あらゆるものの取り扱いにおいて現在使用されているグリッパーの効果的な代替手段となり得ると考えています。しかし、この設計には、工場や倉庫に導入される前に解決すべきいくつかの課題が残っています。グリッパーの絡み合いがランダムであるため、一度掴んだ物体は、現在繊細な物体の取り扱いに使用されている真空グリッパーと同じ精度で元の位置に戻すことができません。これは、梱包や自動組立ラインにおける次の工程への部品準備といった自動化作業において大きな課題となります。
