壊滅的なシナリオでの救助の代替品として提案されている、膨張可能な笑顔のロボット |テクノロジー

毎年彼らが発表するのは、 人型ロボットのいくつかのプロトタイプ。通常、彼らの影響力は、人々に似ているほど大きくなります。ただし例外もあります。南方科学技術大学の研究者グループは、伸縮可能な脚を備えたフロートのように見える装置 (実際、それが実際にそのとおりです) を開発しました。 自然災害後の救援活動に役立つ可能性がある: ロボットは狭い場所を収縮して這い、膨張して安定して歩行できます。浮いたり、泳いだり、飛んだりすることもできます。

プロトタイプの鍵となるのは、伸縮可能な脚です。 Hao Liu 氏率いるチームは、空気を注入することで 315% 伸ばすことができ、サーボモーターの助けを借りてしっかりとしたステップを維持できる構造を開発しました。それぞれの重量は 350 グラムで、展開すると、大量の重量を安定して支えることができます。これらの格納式部品を人型ロボットに設置すると、機械の高さを 36%、幅を 61% 縮小することができ、狭いスペースでも通り抜けることができます。

プロトタイプには足から上に空気で膨らませる人形が付いており（その部分は変更可能）、それによって浮遊し、救命具として掴む人の体重を支えることができる。脚を使って泳いだり、水中を歩いたりすることもできます。ドローンと同様のローターを 4 つ追加すると飛行します。胴体がしぼんで収縮した状態では、足を一本の筒のように開き、毛虫のように這い、狭い場所に侵入することができます。

このロボットの作成者は、この多用途性により、ロボットがさまざまな状況に対するソリューションになると信じています。研究論文の共著者であるティン・ワン氏は、「膨張式、軽量、さまざまな環境に適応可能、安全であるという利点を組み合わせたおかげで、壊滅的なシナリオでも使用できる可能性がある」と述べている。 「私たちのプロトタイプは、従来のロボットがアクセスできない狭い空間を移動できるように高さと形状を大幅に変更することができます。また、その軽量（重量 4.5 kg）ながら堅牢な構造により、人とのやり取りが安全で衝撃に強いのです」とエンジニアは付け加えました。

何十年もの間、エンジニアたちは人間の機械を模倣した人型ロボットを作るのに苦労してきました。しかし、ロボットが成長すること、頑丈でありながら軽いこと、衝撃をよく吸収して壊れないことなど、達成されていない課題もいくつかあります。

Liu 氏と Wang 氏のチームは、成長能力を備えた人型ロボットの構築に成功しました。この能力により、体重が過度に増加することはありません。 「多機能であるだけでなく、高速かつ効率的で、静止時と動作時のバランスを維持するのに適した寸法になっている」と彼らは本日発表した研究論文で述べている。 雑誌で 科学の進歩 その開発の経緯を語ります。

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インフレータブルロボットの解説動画

彼らが直面した最大の課題の 1 つは、軽量でありながら、しぼんだときに変形しない構造を設計する方法を考え出すことでした。そして同時に、ロボットの体を保持するだけでなく、収縮した後も歩き続けたり、立ったままになったりすることができました。

この障害を克服するために、彼らは 2 つのことからインスピレーションを得ました。骨の成長構造と、ディズニーのアニメーション映画に登場する空気圧ロボットのベイマックスです。 ベイマックス。 「ベイマックスは、柔らかく膨らませるロボットがどのように安全で親しみやすいものであるかを私たちに示しました。一方、人間の骨は、多機能で軽量で適応性のある構造にインスピレーションを与えました」とワン氏は説明します。

動物の骨が動脈から供給される栄養素の吸収によって成長する場合、この装置の骨は空気を受け取ることによって成長します。これらには、ケーブルが両端に均等に分散されるようにするメカニズムが組み込まれており、PVC ケーシングで強化されています。この構造は、軟質 PVC 層 (収縮する層) と、機械的接続を含むその他の硬質 PVC 層を組み合わせたもので、すべて非弾性生地のカバーで覆われています。空気を抜いた状態での重量は 4.5 kg で、密度が低いため浮いており、ローターを追加すると飛行することもできます。

プロトタイプを超えて、「この研究は、構造化されていない環境に適応して成長し、多用途に使える人型ロボットの開発の基礎を確立します」と作成者は述べています。 「これは比較的最近の話題ですが、あまり出版されていません。（植物や細胞プロセスにおける）生物からインスピレーションを得たロボットに関する論文もいくつかあります。この研究が技術的に興味深いと思うのは、機械設計のアプローチというよりも、ロボットの動きの制御の問題に取り組んでいるからです」と、バレンシア工科大学の教授でシステム工学自動化学科のメンバーであるアンヘル・ヴァレラ氏は言う。

脚の伸縮システムが開発されると、研究者は多くの改善点に気づきます。自律性の向上から、パフォーマンスを向上させるためのより強力なサーボモーターの追加まで。大規模な言語モデルを使用して、デバイスの学習アルゴリズムを改善することもできます。 「私たちの設計は、広範囲にわたる複雑で動的、または危険な環境への人型ロボットの配備を想定しており、人間と一緒に反復作業や危険な作業を安全かつ効果的に実行でき、最終的には安全性、生産性、生活の質の向上に貢献します」と著者らは書いている。