昆虫の秘密のおかげで水上を歩くロボットを発見

Rhagobot は水生昆虫の脚にある構造からヒントを得ており、Rhagovelia はロボットが水に浸からないようにするのに役立ちます。

半水生昆虫であるラゴベリアは、中脚の先端に扇形の付属肢を持ち、水面の動きに応じて受動的に開閉します。そのため、水面を軽々と滑空することができます。

カリフォルニア大学バークレー校の生物学者ビクター・オルテガ・ヒメネス氏は、これらの小さな昆虫がまるで液体の表面を飛んでいるかのように加速したり、急旋回したり、その他の動きをすることができることに魅了されている。

Rhagobot は、Rhagovelia ミズムシの脚に見られる構造からヒントを得ました (出典: Arstechnica)

「ラゴベリアのプロペラは、自己変形する人工プロペラの開発にとって刺激的なテンプレートとなり、その形状と生物学的機能についての知見を提供する」と、同氏はサイエンス誌に掲載された最近の研究で述べている。

「半水生ロボットでは、このような構成はほとんど未開拓のままです」と生物学者のビクター・オルテガ・ヒメネス氏は言う。

オルテガ＝ヒメネス氏は、この昆虫がどのように動くのかを解明するのに5年を要した。ラゴベリアの扇状の脚は筋力によって変形すると考えられていたが、彼は付属肢が表面張力と弾性力に自動的に適応し、瞬きの10倍の速さで受動的に開閉することを発見した。水に触れると瞬時に広がり、水流に応じて形状を変える。

ラゴボットは、オルテガ＝ヒメネス氏によるこのハイテク昆虫の進化版です。ラゴベリアの脚とプロペラの構造と機能を綿密に研究した後、彼とチームは水にさらされると変形するように設計された人工バージョンを開発しました。

水上のRhagobotの動画

これらはラゴボットの中脚に取り付けられています。インスピレーションを得たモデルと同様に、ブレードは水中に沈むと瞬時に伸び、突き出ている時は閉じます。ブレードの形状は水の動きと速度によって決定されるため、追加の電源は必要ありません。

研究チームは、人工ファンがRhagobotに有利に働くかどうかを検証したかった。そこで、表面張力を利用して自力で移動できる別のアメンボをモデルにした代替ロボットを製作し、Rhagobotと対戦させた。

どちらも同じ量のエネルギーで駆動しますが、Rhagobot はファンのおかげで対戦相手よりも遠くまで移動し、急旋回を速く行うことができます。

「ファンによって生み出される推力によって前進速度が上がり、急ブレーキが可能になります」とオルテガ・ヒメネス氏は言う。

同時に、彼はこう付け加えた。 「ファンの格納機能により、ロボットが脚を水から上げるのに必要なエネルギーも大幅に削減されます。」

将来的には、Rhagobots は荒れた海を横断して環境監視システムの一部となる可能性があり、研究者たちは、センサーと電力の重量を追加することが大きな課題となるものの、嵐や洪水の際の捜索救助活動にこれらのロボットの群れが役立つ可能性に期待を寄せています。

地球外の探査も可能だ。ラゴヴェリアが証明する何かがあるとすれば、それは、どんなに小さな生物でも水上でも、あるいはどんな場所でも、大きな進歩を遂げることができるということだ。

ミン・ホアン

出典: https://vtcnews.vn/kham-pha-robot-di-tren-nuoc-nho-bi-mat-cua-con-trung-ar960912.html