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ロボット工学

ハードウェアも電力も使わずに動く、完全にソフトな「タコ型ロボット」

2016年8月26日（金）17時05分
高森郁哉

Wehner et al. Nature 2016

　米ハーバード大学の研究チームが、化学反応と気体の圧力を利用して自律的に動くタコ型のロボットを製作した。全身が柔らかい素材で作られ、可動部を動かすためのハードウェアも電気回路も使われていないのが特徴だ。学術誌「ネイチャー」のオンライン版が8月24日に論文（PDF）を掲載し、同大学のサイトもニュースリリースで動画などを公開した。

足を動かす仕組み

　「オクトボット（octobot）」と名付けられたこのロボットは、ハーバード大の機械工学、マイクロ流体工学、3Dプリントをそれぞれ専門とする研究者らが協力して製作した。8本の足を動かす仕組みは意外にシンプルだ。

　本体部分の中で"液体燃料"の過酸化水素と触媒のプラチナを反応させると、水（液体と気体）と酸素ガスが発生。このガスが細い管を通って足に届き、関節に相当する作動装置が風船のように膨らむことで、足を持ち上げる。



フィードバックで自律的に動作

　しかし、オクトボットが画期的なのはむしろ、機械的な装置も電子回路も使わずに、自律的に動きを制御する仕組みのほうだ。先に説明した8本の足を動かす仕組みは、4本ずつの足がセットになった2系統で構成されている（液体燃料は目印のため、それぞれの系で赤と青の2色のインクで着色されている）。

　液体燃料の貯蔵部と化学反応を起こす部分の間には、電気回路のオシレーター（発振器）に相当する機構がある。オクトボットのオシレーターは、1つの系統から一定以上の空気圧を感知すると、その系統の化学反応を止めて、別の系統の化学反応を促進。この仕組みにより、足が4本ずつ交互に持ち上がる。オシレーターにより、作動装置にたまった気体もタイミングよく排出される。

octobot2.jpg

研究の意義

　動画の序盤で示されているように、研究チームはこれら内部の機構とオクトボットの全身をすべて、3Dプリンターで製作した。

　ハーバード大のチームはプレスリリースの中で、「ソフトロボット工学は、人と機械の相互作用に革命を起こす可能性がある。だが、これまでのソフトボディーロボットは、外部ボードのシステムにケーブルで結線されているか、ハードな部品に器具で固定されていた」と指摘。研究の意義として、「完全にソフトなロボットの主要装置を容易に製作できることを示し、より複雑な設計の基礎となるものだ」と説明している。

　研究チームはオクトボットの改良に意欲的だ。今後は、這ったり、泳いだり、周囲の環境に反応して動いたりするオクトボットを設計することを目指すと、プレスリリースの中で述べている。

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