ハーバード大学の科学者がシャコの「バネ仕掛けの拳」機構を模倣したマイクロロボットを開発

海外メディアの報道によると、シャコは世界で最も速い動物種の一つだが、シャコがどのようにしてこのような恐ろしい超高速の動きを生み出すのかは、長い間生物学者を魅了してきた。ハーバード大学の科学者たちは、この種の攻撃をシミュレートするメカニズムを構築しており、これが人間の技術に新たな能力をもたらす可能性があると考えている。

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致命的なバネ仕掛けのパンチを繰り出すために、シャコは2本の棍棒のような肢の筋肉に圧力をかけ始めます。これらの筋肉の腱の中には、「骨板」と呼ばれる 2 つの小さな構造があります。これら 2 つの構造はロックのように機能し、最初は「バネ」筋肉を抑制しますが、その後、蓄積されたエネルギーを一気に放出できるようにします。したがって、掃射肢は、弾丸が銃口から発射されるよりも速く前方に突き進みます。

しかし、研究者たちが以前から気づいていたことの一つは、「骨弁」が手足を解放する時と手足が前方に動く時の間にわずかな遅れがあるということだった。この仕組みをより深く理解するために、ロバート・ウッド教授率いるハーバード大学のチームは、シャコの攻撃メカニズムを模倣した重さ1.5グラムの「ロボット」を製作した。

この装置はシャコのパンチのスピードには及ばないものの、同じ規模で作られた他のどの装置よりも速く動くことができ、ロボットアームのスピードは毎秒26メートル（85フィート）に達する。さらに、エビの場合と同様に、ロボットの「骨フラップ」に相当する部分が解放されると、腕が前方に飛び出すまでに遅延が生じることがわかった。

科学者たちは、シャコとロボットの超スローモーション映像を分析することで、「骨片」が解放された後、筋肉の構造自体が一種の補助ロックとして機能していると結論付けた。この配置により、掃く手足の動きを制御し、重要なポイントに到達するまで手足を正確に所定の位置に保持し、前方に発射することができます。

「このプロセスは蓄積された弾性エネルギーの放出を制御し、実際にシステムの機械的出力を高めます」と大学院生のエマ・スタインハート氏は語った。 「幾何学的なラッチングプロセスは、生物が「パンチ」などの短時間の動作中に非常に高い加速度を生み出す方法を明らかにします。」

現在、研究者たちは、シャコに関するこの新たな理解が、将来、ロボットやその他の装置の能力向上につながることを期待している。

デューク大学の科学者も参加したこの研究に関する論文が最近、米国科学アカデミー紀要に掲載された。