ターミネーターを越える存在に。ソフトロボット産業をけん引する自己完結型ロボット「オクトボット」

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　高さ2センチメートルにも満たないグニャッとしたタコのようなマシンが、ソフトロボット産業の新時代を告げる。『ネイチャー』誌で発表された”オクトボット”は、柔らかく柔軟なパーツのみで作られた初の自己完結型ロボットだ。

　ソフトロボットに対する関心はここ数年ウナギ登りだった。それは硬く頑丈なターミネーターのようなマシンを超える、狭い場所にも押し入ったり、繊細な物体でも安全に扱えるようなロボットを見据えてのことだ。

マイクロ流体回路で液体燃料の流れを制御

　しかし、言うは易し、行うは難しだ。「脳にあたる部分、電子機器、バッテリー……いずれも硬い部品なのです」とマサチューセッツ工科大学のロボット工学者ダニエラ・ルス（Daniela Rus）氏は話す

　オクトボットを構成するのはシリコンゴムだ。”脳”には柔軟性のあるマイクロ流体回路を採用し、圧力稼働式バルブとスイッチを利用して経路内の液体燃料の流れを制御する。

　「通常の電気回路の動作を模したものです」と研究の中心人物の1人であるハーバード大学のロバート・ウッド（Robert Wood）氏。だが、内部ネットワークに流れるのは周囲の電子の代わりに、液体とガスだ。

　脳内のバルブとスイッチによって4本1組の腕が交互に伸展する。まず、2つのタンクに燃料を注入。すると、タンクが風船のように膨らみマイクロ流体回路に燃料を押し流す。

　燃料が回路を流れる際、圧力の変化によって制御点の片方を開放、片方を閉鎖。燃料はシステムの片側にしか流れなくなる。流れた側で燃料が消費されると内圧が低下し、今度は逆側に燃料が流れ始める。

　こうして最初に燃料が流れた側は縮む。あとはこの繰り返しだ。

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より優れたソフトロボット開発を目指して

　ロボットの脳は、ボディ内に張り巡らされる3Dプリント回路を経由して腕に指令を出す。ボディは、タコをかたどった型にシリコンポリマーを流し込んで作成。

　その後、3Dプリンターで特殊なインクを注入し、周囲のポリマーの形状と位置を保持する。ここで加熱してインクを蒸発。すると、オクトボットの腕に張り巡らされた、脳につながる空洞のネットワークが完成する。

　一般的なソフトロボットは動力源となる圧縮エアタンクにつながっていることが多いが、これは動きを制限することにもなる。そこで、ウッド氏らは化学反応を動力にするという異なるアプローチを採用した。

　燃料の50パーセントは過酸化水素水だ。これが内部ネットワークの2区画に設えられたプラチナに暴露すると、急激に大量の水と酸素に分解される。

　これにより各区画で圧縮されたガスが膨張し、腕を伸ばした後、排気孔から排出される。

　現在、オクトボットは燃料1ミリリットルで最大8分間動作することができる。特定の目的を念頭に置いて設計したものではなく、本物のタコの動きを再現したものでもない。

　むしろ、技術のデモンストレーションとしての意味合いが強い。しかし、将来的にはより洗練されたマイクロ流体回路が開発され、耐久性が上がり、腕の設計に適した複雑な動作も行えるようになるだろう。

　目下の課題はプログラムを変更し、環境に応じた異なる動作を行えるようにすることだという。

　出力を向上させたマイクロ流体回路に柔軟性のあるセンサーを組み合わせることで、状況に応じて行動を変えるよりスマートなソフトロボットができるかもしれない。

via:laughingsquid、nature/ written hiroching / edited by parumo

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