昆虫に触発されたロボットエンジニアは、調査や構造を助け、植物に水分を供給し、ガス漏れを検出する機械を作っています。
重いロボットはできることに制限があります。 昆虫が動いて行動する方法と同様に、より小型で機敏なロボットを構築することで、ロボットの機能を大幅に拡張できます。
ケビン・チェン(Kevin Chen)MIT電気工学助教授は「動物ができない昆虫の機能を考えれば、昆虫サイズの小さなロボットはできるが、大きなロボットはできないことについて考えるようになる」と話した。 」
ほとんどの開発は、商業化から数年後の研究段階にあります。 しかし、彼らは緊急対応、農業、エネルギーを含む様々な産業分野に魅力的なソリューションを提示します。
専門家は、いくつかの理由で研究のスピードが速くなっていると述べた。 電子センサーは主にスマートウォッチの研究によりますます小さくなっています。 製造技術が進歩し、小さな部品をより簡単にすることができます。 小型バッテリー技術も発展している。
しかし、いくつかの課題が残っています。 小さなロボットは、より大きなロボットのワークロードを複製できません。 バッテリーは改善されていますが、より小さくより強力でなければなりません。 エネルギーをロボットの動きに変換するアクチュエータと呼ばれる小型部品は、より効率的でなければなりません。 センサーはより軽くなければなりません。
「私たちは、昆虫がこの問題を解決する方法を調べることから始めて、多くの進歩を遂げています。」 「しかし、たくさんあります…私たちはまだ持っていません。」
昆虫ロボットの研究の多くはいくつかの分野に分けることができると研究者たちは言った。 一部の科学者は、ミツバチや雷虫などの実際の昆虫の動きと大きさを模倣するためにロボット全体を作成します。 他の人は、生きている昆虫に電子機器を入れて制御し、本質的にサイボーグ(有機的側面と機械的側面の両方の存在)を作ります。 一部は、アンテナなどの生きている昆虫の一部を機械ロボットに接続するハイブリッドを実験している。
ロボットエンジニアは約10〜15年前にインスピレーションを得るために昆虫を探し始めました。 当時、これを研究する研究所はほとんどありませんでした。 陳は「10年前は正直SFのように聞こえたと思う」と話した。
しかし、長年にわたり、より多くの研究者がこの分野に飛び込んできました。 主に技術が発展したからです。 活動の大部分は炭素繊維とレーザーの開発によって主導され、小規模で「非常に微細な機能と複雑な構造」を作ることができるとChenは付け加えました。
スマートフォンとスマートウォッチがより小さな電子部品を作るための研究に拍車をかけたため、電子センサーもより良くなりました。
チェンは「スマートフォンについて考えてみると、その中に数多くのセンサーがある」と話した。 「多くのセンサーを実際に活用したり、これらのセンサーをマイクロスケールロボットに配置したりできます」
日本のリケン研究所の薄膜装置研究所の研究者であるKenjiro Fukudaは、3Dプリントセンサーを生きているマダガスカルゴキブリに取り付けるチームを率いています。 センサーは、電力用太陽電池パネルを含む小さなリュックサックのような機能を果たします。 ゴキブリの腹部に接続し、小さな衝撃を送って左右に向けるリモートコントロールおよび特殊コンピュータ用のBluetoothセンサー。
福田はこのサイボーグゴキブリが地震のような緊急事態に役立つと思います。 生存者は瓦礫の中にいる可能性があり、肉眼で識別するのが難しいかもしれないと彼は言いました。
ゴキブリは遠隔で制御することができ、二酸化炭素センサーやカメラを背中に押し込んで瓦礫の中に放出し、構造が必要な人を見つけるのに役立ちます。
「大人は瓦礫の下に入ることはできません」と福田は言った。 「小さな昆虫や小さなロボットもできます。」
Fukudaは、このアプローチは、カブトムシや蝉のような殻の大きい他の昆虫にも適用できると述べた。 しかし、バッテリー設計とこのソリューションが実生活に配備される前に、部品が消費する電力には多くの改善が必要だと彼は言いました。
サイボーグ昆虫について誰もが興奮しているわけではありません。 ニューヨーク大学の動物生命倫理学の教授であるジェフ・セボは、生きている昆虫が重い技術を担い、人間が操縦する感じを受けることができるかどうかを心配していると述べた。 苦しみや苦しみを感じるかどうかは不明だが、だからといって人間がそれを無視すべきではないと彼は言った。
彼は「私たちは彼らの福祉や権利についてリップサービスすらしていない」と話した。 「私たちは、私たちが彼らに課す被害を減らすために反信反意できるように、法や政策、または審査委員会を設ける動きすらしていません。」
チェンは飛行雷のワームロボットを作っています。 これらは、雷虫が移動し、コミュニケーションし、飛ぶ方法を模倣する完全ロボットマシンです。
ライトニングワームがエレクトロルミネセンスを使用して、実際の生活の中で光を発しコミュニケーションする方法に触発され、Chenのチームは飛行中にロボットの翼を制御し、着色された光を放出する飛行のための柔らかい人工筋肉を作りました。
これは、これらのロボットの群れが互いに通信することを可能にし、垂直農場や宇宙で作物に水分を供給するために使用できるとChenは言います。
「私が宇宙で作物を栽培したいなら、 [I want] 水分」と話した。 「このシナリオでは、飛行ロボットがミツバチを送るよりもはるかに適しています。」
Fullerは彼の想像力に頼るよりはるかに優れているので、小さなロボットを作るときに昆虫を見ると言いました。 「昆虫が人間の規模では絶対にできない狂気をするのを見ることができます」と彼は言いました。 「私たちは昆虫がどうするのかを観察するだけです。」
Fullerのチームはロボットハエを作ろうとしています。 サイボーグゴキブリと同様に、ハエは捜索および救助の使命に使用することができます。 彼らはまた飛行し、空気中の化学物質の漏れや配管インフラストラクチャの亀裂を見つけるために解放することができます。
「スーツケースを開くと、この小さなロボットパリが飛び回ります」と彼は言いました。 「その後、漏れの場所がわかったらパッチできます。」
Fullerは、彼のロボットがそうするためには長い道のりを認めていると述べた。 ロボットがデータを移動してチームに送り返すのに必要なすべてのセンサー、パワーパック、部品を小型化するのは難しいでしょう。 ロボット機能に必要なエネルギーを放出するのに十分小さく、強力なバッテリーを作ることは困難な課題です。 翼を広げて飛ぶことができますが、センサーを運ぶことができる安定化ロボットは、より多くの設計研究を必要とします。
困難にもかかわらず、 彼は科学者が蛾のアンテナのような生きている昆虫の一部を持ってきて、いつかデータを読み取ることができるロボットに取り付けるように努力していると述べた。 このハイブリッド法は昆虫ロボット研究者にとって最適な場所になることができると彼は言った。
フラーは「それが行くべき道だと思う」と付け加えた。 「本当にうまく機能する生物学の一部を取り、残りはロボット的に実行してください」
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