大阪大学機械生命工学科の研究者らは、動的な不安定性を利用して移動する新しいタイプの歩行ロボットを発明した。連結部の柔軟性を変えることで、複雑な計算制御システムを必要とせずにロボットを方向転換させることができる。この研究は、不整地を横断できる救助ロボットの開発に役立つ可能性がある。
地球上のほとんどの動物は、脚を使った堅牢な移動システムを進化させ、幅広い環境で高度な機動性を実現しています。やや残念なことに、このアプローチを再現しようとしたエンジニアは、脚付きロボットが驚くほど壊れやすいことに気付きました。繰り返しのストレスにより脚が 1 本でも故障すると、これらのロボットの機能が大幅に制限される可能性があります。さらに、ロボットが複雑な環境を横断できるように多数の関節を制御するには、大量のコンピューター パワーが必要です。この設計を改良すれば、探索車両や救助車両として機能し、危険なエリアに進入できる自律型または半自律型のロボットを構築するのに非常に役立ちます。
現在、大阪大学の研究者らは、自然な不安定性を利用して直線歩行を曲線歩行に変換できる生体模倣の「多足」ロボットを開発しました。最近 Soft Robotics に掲載された研究で、大阪大学の研究者らは、6 つのセグメント (各セグメントに 2 本の脚が接続) と柔軟な関節で構成されたロボットについて説明しています。調整可能なネジを使用して、歩行動作中にモーターで連結部の柔軟性を変更できます。研究者らは、関節の柔軟性を高めると、「ピッチフォーク分岐」と呼ばれる状況が発生し、直線歩行が不安定になることを示しました。代わりに、ロボットは右または左に曲線を描いて歩行します。通常、エンジニアは不安定性の発生を避けようとします。しかし、それらを制御して使用することで、効率的な操縦が可能になります。「私たちは、特定の非常に機敏な昆虫が、自身の動きの動的不安定性を制御して素早い動きの変化を引き起こす能力にヒントを得ました」と、研究の著者である青井真也氏は述べています。このアプローチは、体軸の動きを直接制御するのではなく、柔軟性を制御するため、計算の複雑さとエネルギー要件の両方を大幅に削減できます。
研究チームはロボットが特定の場所に到達する能力をテストし、目標に向かって曲線経路をたどって移動できることを発見した。「捜索救助、危険な環境での作業、他の惑星の探査など、さまざまなシナリオでの応用が予想されます」と、研究のもう 1 人の著者である安達真生氏は言う。将来のバージョンには、追加のセグメントと制御メカニズムが含まれる可能性があります。