研究者たちは3Dプリント技術を使って、つる植物に似た自己成長型で適応性のあるバイオニックロボットを開発した。

研究者たちは3Dプリント技術を使って、つる植物に似た自己成長型で適応性のあるバイオニックロボットを開発した。
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-1-19 16:52 に最後に編集されました

南極のクマの紹介:構造化されていない環境を探索するというタスクに直面した場合、従来のロボットは、通行不能な隙間などの未知の障害物を越えることができないため、制限を受ける可能性があります。ここで、植物のつるのように自由に成長できる自己成長型ソフトロボットが活躍します。

△イタリア工科大学の研究者らは、成長し続けることができるソフトロボット「フィロボット」を開発した。このロボットは、つる植物にヒントを得た適応能力を備えている。
2024年1月19日、アンタークティックベアは、イタリア工科大学(Istituto Italiano di Tecnologia)の研究者が、光源に向かって成長できるソフトロボット「FiloBot」を開発したことを知りました。つる植物の巻きひげと同じように成長し、表面に沿って成長し、一部を丸めて付着し、支えを得ます。

FiloBot は、ベース ステーションのスプールから 3D プリント熱可塑性フィラメントを頭部に引き込むことで、徐々に体が大きく成長します。このロボットは上部に円錐形の頭部、下部に電源/ベースステーション、中央に幹のような胴体を備えています。ロボットが成長するにつれて、体もだんだん長くなります。

△FiloBot ヘッドの動作原理の概略図。このプロセスでは、フィラメントがヘッド内の加熱された押し出し機を通過し、ヘッドが本体に対してゆっくりと回転します。この設計により、ロボットは冷却すると結合する溶融プラスチックの連続した巻き層で自身の体を 3D プリントすることができます。

ボディが均一に印刷されていないことに注意してください。プラスチックの温度、方向、堆積速度は、ヘッドに統合された電子機器内の光センサー、ジャイロスコープなどに応じて常に変化します。このようにして、FiloBot は体の成長方向を制御し、常に光の方向に向かって地面から離れるようにすることができます。

△この研究に関する論文は、サイエンス・ロボティクス誌に「非構造化環境をナビゲートするためにつる植物にヒントを得た適応行動を持つ成長するソフトロボット」と題して掲載されました(ポータル)
最も優れているのは、垂直のサポートが存在する場合、ブドウのつるがトレリスに巻き付くように、ロボットが自動的にそのサポートに巻き付くことです。こうすることで、ロボットは、強さが必要でないときに、強い体を作るために費やす時間とエネルギーを減らすことができます。しかし、隣接する支持面が検出されない場合、つまり頭部が空きスペースに到達すると、体は自身を支えるために硬直して強くなります。

△フィロボットは植物のように木に登れる
適応型3Dプリントロボットの未来

自律的で適応性のあるロボット システムは、予測不可能な非構造化シナリオに適しています。このようなロボットは、タスクを完了するために、植物を登るなどのさまざまな障害物や環境の変化に適応する必要があります。この適応能力は、救助活動の監視と同行、危険区域での環境汚染の測定、未知の変化する地形での誘導ルートの探索などの用途で潜在的に価値があります。

自律システム向けのモバイル積層造形技術を導入し、それをバイオニック行動戦略​​と組み合わせることで、チームは、構造化されていない動的な環境における将来のロボットのナビゲーション機能を構想しています。彼らは、つる植物の成長戦略を借用し、単一のメカニズムと機能に基づく設計よりも多くの支援を提供できる、つる植物モデルに基づいたソフトロボットの設計を提案しました。つる植物の成長戦略と潜在的な発達特性の多様性を考慮すると、ロボットの機能性を向上させる新しい方法を見つける大きな可能性が生まれます。



バイオニック、ロボット、登山、植物、適応

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