未来のドローンは鳥型になるかも？鳩の翼を持ち機敏に空を飛び回れるハトボット（PigeonBot）

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　地球に住む生物たちは、生き残るためその構造や機能を特化させてきた。人間がそこから着想を得て新しい科学技術を開発することを「バイオミメティクス」と言う。

　そして今回、新世代の飛行マシンのモデルが開発されたようだ。

　鳥は空を飛ぶときに、翼を広げたり、閉じたりしながら、その形を変えている。ガチッとしたボディのドローンよりも機敏に飛び回れるのは、こうした可変翼があるおかげだ。

　アメリカ・スタンフォード大学の研究グループは、翼の開閉を制御するハトの関節を真似してみることにした。こうして誕生したのが「ハトボット（PigeonBot）」である。

鳩の体の構造を参考に

　エンジニアで生物学者でもあるデビッド・レンティンク氏らは、既に死んでいる鳩の翼を参考に、ハトボットの開発にあたった。これを曲げたり伸ばしたりして、ハトが翼の形状をどのように変化させているのか分析した。

　そして、人間でいう”手首”と”指”の関節を曲げ伸ばしすることで、羽の方向を制御し、翼の形状を決めていることを突き止めた。

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L. Matloff et al/Science 2020
　この知見に基づいて作られたのが、本物のハトの羽を植え込まれたハトボットだ。もちろん、その手首と指の部分は、ハトの死体観察から明らかになった可変翼機構を再現したものだ。

　レンティンク氏は、ハトボットによってこれまで不可能だった、鳥のような翼の制御が可能になったという。

動物実験を行うことなく鳥の体の仕組みを解明

　ハトボットを使えば、生きたハトを実験台にしなくても、鳥の飛行構造の仕組みを解き明かすことができる。

　たとえば、ペットとして2羽の鳥を飼育しているレンティンク氏は、鳩が旋回するとき、左右のどちらの指を曲げているのだろうか？ と、これまでずっと疑問に思っていたそうだ。

　そこで、実際にハトボットで試してみると、片方の指を曲げるだけでターンを決められることが分かったという。

　これは飛行する鳥が指だけで体をコントロールすることがある可能性を示す初めての科学的証拠でもある。

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ハトの羽がバラバラにならないのはなぜか？

　また別の実験では、もう1つの謎も解明されている。それは翼を広げたときに羽がバラバラになることなく、まとまっているのはなぜか？ という疑問だ。

　実験では、ハトボットの翼を利用して、重なり合う羽を再現してみた。ここから明らかになったのは、翼を広げるとき、2枚の羽は最初は簡単にスライドするが、途中で互いに引っかかることだった。

　電子顕微鏡やエックス線顕微鏡で調べてみたところ、羽の上部から小さなフックのようなものが突き出ており、それがもう1枚の羽の下側に引っかかることが判明。レンティンク氏曰く「指向性のマジックテープ」が羽がまとまる秘密であることが分かったとのこと。

　実際、引っかからないよう羽を並べたハトボットを飛ばしてみると、羽と羽とに隙間が出来てしまい、安定性が低下することが確認されたそうだ。

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　ハトボットは鳥の飛行能力を解き明かしてくれるだけでなく、新たなバイオミメティクスをもたらしてくれるかもしれない。未来のドローンは案外、鳥型が主流になったりするのかも。

　この研究は『Science Robotics』（1月16日付）に掲載された。

References:sciencenews / boingboing./ written by hiroching / edited by parumo

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