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ハーバード大が虫のように動き2足歩行もできるマイクロボットを開発中!移動効率はゴキブリ越えを目指す

狭いスペースを移動して作業できるマイクロボットは、機械や配管の検査や災害時の調査といった場面での活躍が期待されている。

ハーバード大のマイクロロボティクス・ラボの開発する「HAMR」は、カメラやセンサーなどを追加できる拡張性を備え、障害物や床面の状態を考慮した設計になっていることから、多様な現実環境に適応できるマイクロボットとなるだろう。

以前のバージョンでは、電力供給を外部電源からおこなっており、そのため常に長いコードをつなげておく必要があった。今回の改良により小さな積載バッテリーでの稼働が可能となり、動きも3倍以上速くなっている。

ゴキブリにインスパイアされて開発されたHAMRの新バージョンについてみていこう。

・細かい足回りの制御で昆虫のような動き

HAMR-Fでは、電力供給の仕組みを再設計した結果、単位質量あたりの出力が以前のバージョンに比べて著しく高まった。大きな電源が必要なくなったことから動きの制約が減少し、非常に高速に動けるようになっている。

ジャイロセンサーにより歩行の角度補正をおこなうなど、8本の足回りの制御を細やかなに施したおかげで、まるでゴキブリのような動きを体現している。

一瞬だが後ろ脚2本のみによる歩行もでき、将来的にはジャンプして着地後、2本脚で走る動きを身につける予定だ。

・マイクロなバッテリーで効率よく動く

HAMR-Fは、全長4.5cmで重さはわずか2.8gで、最大17.2cm/秒で移動する。普段備えている8mAhのリチウム電池以外にも、25mAhのバッテリーも積むことができ、その場合約4分半の歩行が可能になる。

最高速度を出した際のHAMR-FのCoT(移動効率の指標。低いほど効率的:cost of transport )は約84となっている。現段階では、ゴキブリのCoT約16よりも高い数値だが、スピードと駆動システムを調整を施すことで、CoTをゴキブリよりも低く抑えられるようになるとのこと。

その根拠は、HAMR-Fの優れたエネルギー変換システムにあり、これは生物の筋肉よりも出力密度や効率が高いものだ。

改良を続ければ、将来的には移動距離や連続稼働時間をさら伸ばしたり、太陽電池などの代替電源を利用したり…といったことも可能になり、ますます実用に近づくだろう。

参照元:You Can’t Touch Harvard’s New Ambulatory MicroRobot/IEEE SPECTRUM

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