動物界の本物の生き物をモデルにした新しいロボットの例が毎週のように出てきているようです。犬やコウモリからゴキブリや砂漠のトカゲに至るまで、自然界はエンジニアにとって常にインスピレーションの源です。しかし、ほとんどのロボット研究者は機械の動きの基礎として動物を使用しますが、デューク大学の野心的な技術者チームは、まったく新しいもの、つまりフォームファクターと動きが生物学ではなく宇宙の基本物理学に由来するロボットの作成に着手しました。
アルゴスは 20 脚の塊のようなロボットで、一度にすべての方向を見ることができ、どの方向にもほぼ瞬時に移動できます。不定形に見えるボールには上も下も左も右もなく、たとえ脚の一部が破壊されても、砂、土、砂利の中を進み続けます。また、たくさんの足を使って狭い壁を登ることもでき、これはスーパー マリオの壁ジャンプに似ています。
Argos の背後にあるエンジニアたちは、彼らの、やや恐ろしいとはいえ興味深い作品は、ロボット工学における単なる一歩前進ではないと述べています。これは、「動的対称マシン」というまったく新しいカテゴリの最初のメンバーです。調査結果は今週雑誌に掲載されました ロボット科学。
研究助手で博士課程の学生でもある Jiaxun Liu 氏は声明で、「アルゴスの動きを見るのは、これまで私たちが協力してきた他のロボットを見るのとは違う」と述べた。 「激しい衝突があったにもかかわらず、木々や荒れた地形の中を移動するのを初めて見たとき、私たちはそれが何か別のものであると知りました。」
ビーチと森林のテスト
生物学的妥協
Figur や Tesla などの企業が開発した、どこか人間に見える直立二足歩行ロボットが最近大流行していますが、エンジニアたちは長い間、機械にインスピレーションを与えるために他の動物に注目してきました。 ホモ・サピエンス 特定のタスクで。犬や他の四足動物は機敏であり、コウモリは空を飛ぶことができ、昆虫は手の届きにくい場所まで走ることができます。
しかし、少なくとも動きの点では、これらの特定の動物のそれぞれの利点にはいくつかの欠点もあります。犬や他の四足動物は、前進するときは信じられないほど速く機敏ですが、後退するときにその動きを再現するように依頼すると、問題が発生します。
これらの固有の生物学的トレードオフを念頭に置いて、デューク大学総合ロボット研究所のチームは、まったく異なることを行うことに着手しました。彼らは基礎物理学からインスピレーションを得て、「動的対称性」に基づいたロボットを作成できるかどうかを確認したいと考えました。「動的対称性」とは、全方向に均一な強度で力と加速度を生成する能力として定義されています。
言い換えれば、そのようなロボットは左右上下の概念を取り入れて窓から投げ捨てます。その代わりに、特定の方向に特権が与えられることなく、いつでもどの方向にも移動できるようになります。実際の目標は、おそらく世界初の「全方向性」ロボットを構築することでした。
アルゴスは来続ける – 足を折っても
設計チームは最終的に、そこからたくさんの脚が突き出ている球形のコア、つまりベースに落ち着きました。彼らは、シミュレーションでいくつかのバージョンを作成しました。1 つは 8 本の脚で、もう 1 つは最大 40 本の脚でした。最終的には、物理構造と同じ 20 本の脚に落ち着きました。これらの脚のそれぞれは、アルゴスの多くの目の 1 つとして機能するカメラに組み込まれています。したがって、ギリシャ神話に登場する多くの目の巨人にちなんで名付けられたのは適切です。研究者らは、アルゴスは見た目がウニに似ていると説明しているが、それでも不十分だ。それは野生のものとはまったく似ていませんが、それが現実世界でのテストにおけるその信じられない動きをさらに憂慮すべきものにしています。
テストでは、Argos は他のどの方向にも素早く快適に移動できました。この利点は、その珍しい外観にもかかわらず、この汚れは実際にはさまざまな地形に非常に適応できることです。森林、濡れた路面、砂地を簡単に横切り、特定の障害物を乗り越えることができます。アーガスの重量を素早く再配分する能力は、研究者が軌道から外そうとしたときの回復力にも優れていたことを意味する。アルゴスは、研究者に殴られた後に自ら修復した最初のロボットではないが、脚の一部が損傷したり完全に故障したりしても、重量を再配分できる点がユニークだ。
言い換えれば、アーガスの足を切り落としても、それはずっと来続けるということです。
アルゴスは蹴り続ける
Argus が DARPA 支援のロボットファミリーに加わる
デュークの研究者らは、この新しいカテゴリの機械の構築に対する関心は、主に機械科学で可能なことの限界を押し上げることに動機があると定義しています。それでも、研究者らの最も著名な資金提供者である国防総省高等研究計画局を見落とさないわけにはいかない。 DARPA は、軍の最も悪名高い研究開発プロジェクトのいくつかを推進していることで知られており、ボストン ダイナミクスのベスト アトラス ヒューマノイドからマンタをヒントにした実験用水中乗り物まで、あらゆるプロジェクトを担当しています。
そのため、アルゴスが具体的に何に使用されるのかはまだ不明だが、デューク大学総合ロボティクス研究所の論文著者で博士研究員のボクシー・シア氏は、実験と調査自体は成功したと述べている。
「アーガスは存在の証明だ」とシア氏は声明で述べた。 「これは、動的対称性を考慮した設計が単なる理論上の好奇心ではないことを示しています。これにより、自然環境、平坦でない地面、負荷がかかっている状態、さらには低重力環境でも展開できるロボットが作成されます。これにより、可能性が変わります。」
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