舌のようなロボットグリッパーは狭い場所にも吸い込むことができる

舌のようなロボットグリッパーは狭い場所にも吸い込むことができる

不安を掻き立てるバイオミミクリーのもう一つの例として、シドニーのニューサウスウェールズ大学の工学研究者らが象の鼻からヒントを得て、蛇のように物体に巻き付いてしっかりと掴むことができるロボットの舌のようなものを設計した。

バイオミミクリーとは、機械やロボットのために車輪の再発明をするのではなく、私たちを取り巻く自然界からインスピレーションを得るエンジニアリングのアプローチです。母なる自然は、何百万年もかけてゆっくりとした適応と進化のプロセスを経て、そのデザインを完成させ、地球の独特な地形や景観によく適応した動植物を生み出してきました。だからこそ、地球上で最も先進的なロボット設計企業の一つであるボストン・ロボティクスは、Spotを犬のような外観と機能で、Atlasを人間のパルクールマスターのような動きで設計したのです。

ニューサウスウェールズ大学(UNSW)の研究者たちが、ヘビやゾウなどの動物からヒントを得て、柔らかい布でできた柔軟なロボットグリッパーを開発したのも、まさにこのためです。このグリッパーは物体に巻きつき、安全に掴んで持ち上げることができ、しかもその過程で損傷を与えることはありません。ゾウの鼻には、長い付属器を驚くほど器用に操るために4万もの筋肉が備わっているだけでなく、何百万もの神経終末が備わっており、掴んでいるものを感知して、どの程度の圧力をかけるべきかを判断することができます。

このグリッパーは象の鼻ほど多くの筋肉を持っておらず、正確にはゼロです。しかし、加熱と冷却によって構造が硬質から柔軟へと変化する素材を採用し、異なる感熱特性を持つ布地を重ねることで、人工の鼻は自らコイル状に巻くことができます。また、このグリッパーには、従来の技術よりも15倍も感度の高いリアルタイム力覚センサーが組み込まれており、ロボットは触覚だけで、優しく掴む必要があることを判断できます。このグリッパーはバイオミミクリーの好例であると同時に、複数の指を使い、限られた可動域で曲げられる人間の手のように機能するように設計・構築された、従来のロボットグリッパーの代替となることも目指しています。

「Thanh Nho Do博士率いるニューサウスウェールズ大学シドニー校工学部研究者チームによって開発された、新しい柔らかい布地用ロボットグリッパーの動作。」
「ニューサウスウェールズ大学シドニー校工学部の研究チーム(タン・ニョ・ド博士率いる)が開発した、新しい柔らかい布地用ロボットグリッパーの動作の様子。」写真:ニューサウスウェールズ大学工学部

人間は母なる自然が生み出した最適な設計を体現していると考えがちですが、このグリッパーはハンドルのように物体を完全に包み込むことができるため、表面接触が改善され、保持力が向上し、重量のある物体が誤ってグリッパーから滑り落ちるのを防ぎます。また、この設計により、グリッパーが物体を掴める場所も改善されます。これは、車のシート横の隙間に何かを落としたことがある人なら誰でも理解できる利点です。狭いチューブ内など、狭い空間でも巻き付けたり伸ばしたりできるこの設計は、技術を小型化できれば非侵襲的な医療処置への応用など、実社会での応用において興味深い可能性を秘めています。

研究者たちは、製造上の問題を解決できる「業界パートナー」が見つかれば、ロボットトランクは最短1年で商品化できると楽観視している。一体誰が買うのだろうか?産業用途や医療用途以外にも、運転中に落としたフライドポテトを簡単に回収できるツールを想像してみてほしい。これで小金持ちになる人もいるだろう。

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