科学者たちは3Dプリント技術を使って、協力して作業を完了できる4本足のロボット群を作成した。

科学者たちは3Dプリント技術を使って、協力して作業を完了できる4本足のロボット群を作成した。
出典: Qianzhan.com

はじめに: ロボットは、半自律的または完全に自律的に動作できるインテリジェントな機械です。ロボットは、知覚、意思決定、実行などの基本的な特性を備えており、危険で重く複雑なタスクを完了する際に人間を支援したり、人間の代わりに実行したりすることができます。これにより、仕事の効率や品質が向上し、人間の生活に役立つだけでなく、人間の活動や能力の範囲が拡大または拡張されます。

最近、ノートルダム大学の電気工学助教授であるヤセミン・オズカン・ア​​イディン氏は、新たな研究で、生物システムからインスピレーションを得て、四足の群ロボットを開発した。これらのロボットは自然界の他の生物を模倣し、困難な環境の中で「仲間」と一緒に困難なタスクを完了することができます。

脚付きロボットは、起伏の多い地形や狭い空間などの困難な環境でも移動でき、手足の使用により効果的な身体サポートが提供され、障害物の素早い横断が容易になります。しかし、脚付きロボットは実際の環境では動作性能の低下という課題にも直面しています。


この研究では、個々のロボット間の物理的な接続がロボットの移動性を高める可能性があるという仮説を立てました。 1 台のロボットで、滑らかな表面を移動したり、軽い物体を運んだりするなどの単純なタスクを実行できます。しかし、タスクが単一のロボットの能力を超える場合、ロボットは互いに物理的に接続され、より大きな「多脚システム」を形成して、共同でタスクを完了します。

「アリが物を運んでいるときに障害物に遭遇すると、アリの群れは協力してその障害物を乗り越えます」とオズカン・ア​​イディン氏は言う。「例えば、道に隙間があれば、他のアリが渡れるように橋を架けます。私の研究はこの現象にヒントを得たものです。」

オズカン・ア​​イディン氏は3Dプリンターを使用して、長さ15〜20センチメートルの四足歩行ロボットを作成した。各ロボットにはリチウムポリマー電池、マイクロコントローラー、3つのセンサーが搭載されている。 3 つのセンサーは、光センサーと前面と背面にある 2 つの磁気タッチ センサーで、ロボットが互いに接続できるようにします。 4 本の柔軟な脚により、追加のセンサーや部品の必要性が減り、ロボットに一定の機械的知能がもたらされ、荒れた地形や不均一な地形でのインタラクティブな移動が可能になります。

ロボットが物体を輸送中に障害物に遭遇すると、他のロボットに信号を送信します。その時点で、彼らは互いにつながり、共同で作業しながら障害をうまく乗り越えるでしょう。

「自己再構成可能な多脚ロボットの群れが困難な地球動力学タスクを共同で達成する」と題された研究論文が、Science Robotics に掲載されました。



ロボット、コラボレーション、ソフトウェア

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