複雑地形を踏破する先進四脚スワームロボット
アリ、ミツバチ、鳥類が問題解決と障害克服のために見せる集団行動は、航空・水中ロボティクスで開発されてきました。しかし、複雑地形を移動可能な小型スワームロボット開発には独自の課題があります。研究者たちは、自然界の対応物を模倣し、困難な環境で機動し、困難なタスクを集団で達成できる多脚ロボットを構築しました。
脚部ロボットは荒れた地形や狭い空間など困難な環境をナビゲートでき、肢の使用は効果的な身体支持、迅速な機動性、障害物越えを可能にします。しかし、脚部ロボットは陸上環境で独自の移動課題に直面し、運動性能低下を招きます。
研究者とのQ&A
Tech Briefsとの短いQ&Aで、ヤセミン・オズカン・アイディン教授がスワームの高度化で何が可能になるかを説明します。
研究者たちは、個々のロボット間の物理的接続が、陸上脚部集団システムの移動性を向上させると仮説を立てました。個々のロボットは平滑面移動や軽量物運搬など簡単・小規模タスクを実行しますが、単体では不可能なタスクの場合、ロボット同士が物理的に接続し、より大型の多脚システムを形成して集団で問題を克服します。
3Dプリンターで全長約6〜8インチの四脚ロボットを作製。各ロボットにリチウムポリマー電池、マイクロコントローラー、3つのセンサー（前方光センサー、前後磁気タッチセンサー）を搭載し、ロボット同士の接続を可能にしました。4本の柔軟な脚が追加センサーと部品の必要性を減らし、荒れた不整地との相互作用で役立つ機械的知能を与えました。
各ロボットをプリント後、草、マルチ、落ち葉、どんぐり上で構築・テスト。平地実験はパーティクルボード上で、階段は断熱フォームで作製。シャグカーペット上や、パーティクルボードに接着した長方形木ブロックを荒地としてテスト。個別ユニットがスタックすると、信号を送って追加ロボットが連結し、集団で障害を克服しながら移動する支援を行いました。
この研究は、予期せぬ状況に適応し、捜索救助、集団物体輸送、宇宙探査、環境モニタリングなど実用的協働タスクを遂行できる低コスト脚部スワーム設計に役立ちます。研究は制御、センシング、電力能力の改善に焦点を当て、これらは実世界での移動と問題解決に不可欠です。
機能的スワームシステムには電池技術改善が必要です。小型でより多くの電力を供給し、理想的には10時間以上持続する電池が必要です。そうでなければ実世界での持続的利用は不可能です。追加制限には、ロボットサイズを小さく保ちながら、より多くのセンサーとより強力なモーターが必要なことが含まれます。
センサー