昆虫サイズの高機動ドローン、柔らかアクチュエータで産業・農業の狭小空間作業へ
昆虫は飛行において驚くほどアクロバティックでレジリエント(回復力がある)。突風、障害物、不確実性に満ちた空中世界をナビゲートする特性です。研究者たちは、同様の機敏さと強靭さを持つ昆虫サイズのドローンを開発。実世界飛行の物理的試練に耐える新クラスのソフトアクチュエータで駆動されます。将来的には作物受粉や狭い空間での機械点検で人間を支援可能です。
小型ドローンには根本的に異なる構造が必要
通常ドローンは広い開放空間が必要。狭い空間をナビゲートする機敏さも、群衆での衝突に耐える強靭さも不足。大型ドローンはモーター駆動だが、小型化で効率低下。昆虫サイズでは圧電セラミック製の小型剛性アクチュエータが代替でしたが、脆いのが難点。花粉媒介するマルハナバチは1秒に1回程度衝突するため、昆虫模倣ロボットに脆さは致命的。
ソフトアクチュエータでレジリエンス獲得
チームは硬く脆いアクチュエータの代わりにソフトアクチュエータを採用。薄いゴムシリンダーにカーボンナノチューブをコーティング。電圧印加で静電力が発生し、ゴムシリンダーが伸縮。繰り返し伸縮で羽根が秒間約500回振動し、昆虫のようなレジリエンスを実現。飛行中に衝突しても回復可能、空中バク転などアグレッシブなマヌーバも可能。重量0.6グラム(大型マルハナバチ相当)。外観は羽根付き小型カセットテープ風だが、トンボ型新プロトタイプ開発中。
実用化への道筋
ソフトアクチュエータ固有のコンプライアンス(柔軟性)により、障害物に衝突しても飛行が大きく阻害されない。雑多・動的環境での飛行に適し、多くの実用用途に有用。鍵は有線電源からのテザー解除——現在アクチュエータの高動作電圧で有線必須。
想定用途
- 複雑機械内部ナビゲーションで安全性・機能性確認(例:タービンエンジン内部の亀裂検査)
- 作物の人工受粉
- 災害後の捜索救助ミッション
連絡先情報
センサー
- 3Dプリントドローンが南極で迅速・低コストなデータ収集を実現
- ドローンが輸送・ロジスティクスを変革:効率と安全性を向上
- ドローン活用で職場安全を強化・リスク低減
- ToF vs FMCW LiDAR:技術的比較で見る真実
- 革命的超音速推進システム、大陸間30分以内移動を実現へ
- AI搭載ドローン、海流を利用した自律航行を実現
- 機械学習ドローンで「蝶型地雷」を紛争後地域で自動検知、CNNで高速・定量的・汎用的マッピング実現
- 先進ドローンシステムが送電線を検知・回避し安全飛行を実現
- 高度アルゴリズムでクアッドローター ドローン性能を向上
- ドローンの未来:能力、機会、リスク
- 複合材ドローンがドローン技術に革命をもたらす