自己切断は思い切った行動のように思えるかもしれませんが、多くの生き物にとって特に便利であることが証明されている生存戦術です。イェール大学のロボット工学者たちは、前進するために、振り返ることなく自分の一部を脱ぎ捨てるトカゲやカニ、その他の動物からインスピレーションを得ました。

研究室の外では、ロボットおそらく、木の枝が落ちたり、捜索中に岩の下敷きになったり、多くの潜在的な危険に直面する可能性があります。救助任務。ほとんどの場合、ロボットにとってはそれで十分です。しかし、レベッカ・クレイマー・ボッティリオ教授の研究室は、ロボットが選択的に手足を切り離し、そのような潜在的な落とし穴から解放される技術を開発した。

逆に、別々のロボットが連携して、単独では実行できなかったタスクを実行できるようになります。作品で詳しく説明されています先端材料。

この技術にとって重要なのは、ロボット工学者たちが研究室で発明した「共連続熱可塑性エラストマー」と呼ばれる材料です。彼らが使用する熱可塑性プラスチックは、室温ではゴム状の固体ですが、約 284 °F で溶けて液体になります。これは、熱可塑性プラスチックが液体に溶けたときに所定の位置に保持するシリコンで作られた泡状の構造に注入されています。

仕組み

2 つのシリコン本体のそれぞれの露出面には、共連続熱可塑性エラストマーの層があります。フォームを加熱すると、熱可塑性プラスチックが溶けて液体になります。シリコーンマトリックスが溶融した材料をスポンジのように保持し、流出を防ぎます。

2 つの部分が接触すると、溶融した材料が結合して連続的な液体の塊になります。その後、材料が冷えて固化し、2 つの部品が接続されます。また、接続を解除するには、接合部を加熱して材料を溶かして弱め、2 つの部品を簡単に分離できるようにします。

「つまり、ロボットが通常の操作を行って野生を歩き回っているときに、その足の 1 つに何かが起こった場合、たとえば大きな石が落ちた場合などです。通常、ロボット全体が投げ込まれたら動けなくなります。全部です」とビリゲ・ヤン博士は語った。学生であり、作品の筆頭著者。

「しかし、私たちは材料が存在するこの関節を溶かして弱める能力を持っているので、ロボットの残りの部分は切断された脚を使わずに歩き去ることができるでしょう。」

これはトカゲが使用する同様の戦術です。攻撃者が尻尾を掴むと、トカゲは自動的に手足を放し、安全な場所へ逃げます。そしてカニは、動きを遅くしている損傷した付属器官を脱落させます。しかし、クレイマー・ボッティリオ研究室はアリの世界もインスピレーションの源だと指摘している。たとえば、多くのアリがリンクして橋を作り、地面の隙間を渡ることができます。林床またはボールの形に成形して水に浮かべます。

ヤン氏は、研究室のカウンターの上にある 2 つの小型ロボット装置と、どちらも単独で安全に横断するには広すぎる隙間を指さします。

「個々のロボットが隙間を越えようとしても、落ちるだけだろう」と彼は言う。「しかし、いくつかのロボットが一緒にあれば、彼らは横断することができます。さまざまなタイプの捜索救助ミッションでこれを想像することができます。ロボットはこのようなタイプのシナリオをはるかにうまくナビゲートできるでしょう。」

次に、研究チームはこの技術を、研究室で開発した他の多くのソフトロボットに適用する予定です。

「私たちの材料はロボットの生存を助けるだけでなく、動的な形状変化を可能にします」とクレイマー・ボッティリオ氏は語った。「ロボットモジュールは、さまざまな形態に自己再構成して、特定の形状や動作を必要とするタスクを実行できます。」