ロボットは、深海から山頂、さらには宇宙空間まで、私たちが世界を探索するのに役立ってきました。しかし、研究者は、生物学的なロボットよりも泳ぎ、走り、飛ぶことができるロボットを作成しましたが、エンジニアは、動物と同じように穴を掘ることができるボットの作成に苦労しています.
地下世界をナビゲートできるデバイスを設計するために、カリフォルニア大学とジョージア工科大学の研究者は、自然からインスピレーションを得ることを決定しました。
地面の抵抗力を克服するために機械ドリルを使用する代わりに、チームは物理に逆らうのではなく、物理に作用する柔軟なソフト ロボットを構築しました。
ソフト ロボットは、いくつかの方法で砂地を移動します。真っ直ぐ下に移動するために、ロボットは植物の根系のように機能し、先端が伸びて周囲の物質を邪魔にならないようにします。チームは両側の「腱」を使用してボットの動きを制御でき、これらを使用して操縦することで、ロボットは曲がりくねった経路に沿って鋭く曲がることができます。
地面を水平に移動するために、ロボットは穴を掘る砂のタコを模倣します。砂の抵抗を克服し、A から B に到達するために、非対称な方向に先端から空気を吹き込みます。これは、固体を維持するため、空気の流動化と呼ばれます。流体内の粒子のように、砂の粒子が移動します。
「気体や液体とは異なり、粒状媒体を通って水平に移動する対称オブジェクトは揚力を経験します。砂を圧縮するよりも、砂を押し上げて邪魔にならないようにする方が簡単です」と筆頭著者のニコラス・ナクレリオ博士は述べています。
「その結果、前方気流のみで、ロボットは再浮上します。この揚力は、ロボットに下方気流を追加することで打ち消されます。前方気流と下方気流の両方の非対称な組み合わせにより、制御可能な水平穴掘りが可能になります。」
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この新しい研究のためにチームが開発したロボットは、直径わずか 6cm で、先端は 1m まで伸ばすことができますが、研究者は、最小 2mm から最大 70m のボットを設計したと述べています。
先端拡張技術と空気流動化技術の組み合わせは、砂地の環境でテストされましたが、チームは現在 NASA と協力して、月の表面に穴を掘ったり、エンケラドゥスなどの遠方の天体を探査するために派遣したりできるロボットを開発しています。木星の月。
「ソフトロボットは宇宙で実証されていませんが、圧縮ガスの小さなタンク、化学ガス発生器、または局所環境からガスを収集することで動力を得ることができると考えています」とナクレリオ氏は説明しました。
「空気の流動化は、砂のような乾燥した粒状媒体でのみ機能します。しかし、水による流動化は、土や粘土のような湿った、または粘着性の媒体で機能します。
「先端拡張は、ドリルなどの他のメカニズムと併用して、他の環境を探索することもできます。」
