科学者らが世界最小の「カニ」遠隔操作歩行ロボットを公開。ノミよりも小さい

最近、米国ノースウェスタン大学のエンジニアたちが、小さくてかわいいカニの形をした、史上最小の遠隔操作歩行ロボットを開発した。

幅わずか0.5ミリのこの小さな「カニ」型ロボットは、油圧や電気を必要とせずに、曲がったり、ねじったり、這ったり、歩いたり、方向転換したり、さらにはジャンプしたりすることができる。 IT Homeは、関連する研究結果がScience Roboticsに掲載されたことを知りました。

このロボットは形状記憶合金素材で作られており、希望の形状に変形できると報告されています。加熱すると元の形状に戻り、熱がなくなると変形した形状に戻ります。

熱はレーザーによってもたらされると報告されています。レーザーがカニを通過して合金を加熱しますが、カニが非常に小さいため、熱の伝わりが非常に速く、1秒間に最大10回という驚異的な速さで反応することができます。同時に、スキャンレーザーの方向によってカニの移動方向が決まります。右にスキャンするとカニは右に歩きます (脚の駆動のタイミングによって決まります)。そのため、研究チームは彼らの平均速度を1秒あたり体長の半分と測定することができた。

研究者らはまた、走査レーザーを回転させることによって回転を誘発できる水中歩行三脚構造、小さなジャンプが可能なコイル構造、ねじりなどの動きが可能な構造など、さまざまな形状を試した。

製造プロセスは非常に興味深いもので、チームはロボットを平らな構造（加熱された状態）として構築しました。次に、平らな構造を伸張したゴム基板に接着しました。その後、ゴムが緩み、ロボットが降りて、制御された座屈プロセスでゴムを表面から弾き出し、最終的な「冷却」位置に持って行きます。そこで、加熱されるまでゴムの形状を維持するためにガラスコーティングが施されます。

「ロボット工学は刺激的な研究分野であり、マイクロロボットの開発は学術研究にとって興味深いテーマです」と、実験作業を率いたジョン・ロジャーズ氏は述べた。「この新しい技術により、さまざまな制御された動作が可能になります。」 「この新しいロボットは、産業における修理や組み立て用の『小型』ロボット、または人間の医師が動脈の詰まりを解消したり、出血を止めたり、癌の腫瘍を取り除いたりするのを手助けする『マイクロ』手術助手として考えてください。これらはすべて、侵襲性の低い手術です。」つまり、このマイクロロボットは、将来的には低侵襲手術において重要な役割を果たすことが期待されているのです。

このプロジェクトの基礎理論研究を主導した黄永剛博士はさらに次のように説明した。「私たちの技術は、1秒間に体長の半分の平均速度で、さまざまな制御された動きを実現できます。」 「地上ロボットにとって、これほど小規模な規模でこれを達成するのは非常に困難だ」と彼は語った。

言及する価値があるのは、なぜカニなのかということです。 「こうした組み立て技術と材料のコンセプトを使えば、ほぼあらゆるサイズや3D形状の歩行ロボットを作ることができます」とロジャーズ氏は説明する。「しかし、学生たちは小さなカニの横向きの這う動きにとても興味を持っていました。創造的な工夫でした。」