MITの科学者が数時間でロボットヒトデを作る新システムを設計

水中の海洋生物を研究する場合、動物たちにとって不自然に見えて怖がらせないような装置を使うと役に立つでしょう。マサチューセッツ工科大学（MIT）の科学者たちはこれを考慮し、新しい急速開発システムを使用してヒトデ型ロボットを開発した。

水中ロボットの設計は、水流、塩分濃度、浮力などの変数の影響を受けるため、陸上ロボットの設計よりも難しいことがよくあります。そのため、デバイスが数え切れないほどのプロトタイプを経て、そのたびに前モデルに欠けていた機能が組み込まれることは珍しくありません。このプロセスはコストがかかるだけでなく、完成品が完成するまでに数週間以上かかることもあります。

MITのヴォイチェフ・マトゥシク教授とダニエラ・ルス教授が率いるチームが、柔らかく泳ぐヒトデ型ロボットを製作することを決めた際、開発プロセスを大幅にスピードアップするように設計された機械学習ベースのシミュレーションシステムを作成した。科学者の要請に応じて、このシステムは、そのようなロボットがどのように構築され、どのように泳ぐかを示すコンピューターモデルを作成した。

マトゥシク氏、ラス氏、および同僚たちは、このモデルに基づいてすぐに最初のプロトタイプを構築しました。ロボットが水槽内でテストされると、実際のパフォーマンス データがコンピューター モデルにフィードバックされ、さ​​らに最適化されました。このように何度もやり取りすることで、チームは数時間で機能的な製品を生み出すことができました。

現在のバージョンのロボットヒトデは、柔らかいシリコン製のボディと、ロボットの手首の腱に接続された低出力モーターを備えています。これらのアームを交互に握ったり離したりすることで、ロボットは静かに効率的に水中を泳ぐことができます。研究者によると、コンピュータモデルは、人間が見逃してしまうような重要な設計上の考慮事項を提供するという。

「ヒトデ型ロボットでは、かなり明白な手首の推進力に加えて、より微妙な高周波運動がロボットに重要な動力を提供できることがわかった」と、博士課程の学生タオ・ドゥ氏とともに研究論文を共同執筆した博士研究員ジョセフィン・ヒューズ氏は述べた。

このロボットは最終的には搭載バッテリーで駆動され、海洋データを収集するためのカメラなどのセンサーが搭載される可能性がある。そして、このロボットは、新しいシミュレーション システムを使用して開発される予定のロボット カメ、マンタ、サメの仲間入りを間もなく果たすことになるかもしれない。

この論文は今週、IEEE Robotics and Automation Letters誌に掲載されました。