狭い場所に押し込む小型ロボット「CLARI」

ロブ・シュピーゲル | 2023 年 8 月 30 日

コロラド大学ボルダー校の技術者らは、ピンポン球よりも軽く、手のひらに収まる小型ロボットを設計した。 このロボットは、準拠脚多関節ロボット昆虫 (CLARI) です。 四角形から細長く、あるいはカニのように幅広に、受動的にその形を変えることができます。 現時点ではマシンの脚は 4 つですが、モジュール設計により、チームは 8 脚まで構築できる可能性があります。

コロラド大学ボルダー校ポール・M・レディ機械工学科の博士課程学生ヘイコ・カブツ氏と同僚らは、8月30日に学術誌「アドバンスト・インテリジェント・システムズ」に発表された研究でこの小型ロボットを紹介した。

CLARI の各脚は、ほぼ独立したロボットのように機能します。独自の回路基板と、人間の股関節のように脚を前後左右に動かすデュアル アクチュエータを備えています。 理論的には、そのモジュール性により、CLARI ロボットがさまざまな形状を取ることが可能になる可能性があります。

小型ロボットは閉鎖された環境へのアクセスを提供し、捜索救助や高価な資産の検査などの用途に応用できる可能性を示しています。 体の変形能力により、昆虫や柔らかい節足動物と同様の雑然とした地形でのこれらの小型ロボットの到達可能性がさらに高まります。 このコンセプトに触発されて、CU Boulder のエンジニアは、電力と制御のための電気接続を繋いだ昆虫規模のロボットを構築しました。 CLARI はラミネート加工を使用して製造され、折り紙ポップアップ技術を使用して組み立てられました。

画像の上部には、茶色のタランチュラの隣に CLARI が写っています。 CLARI のモジュール式の準拠ボディにより、ボディ形状を変更し、複数の構成で動作することができます。

複数の形状構成での移動を可能にするために、CLARI の車体構造は作動する脚機構で構成されています。 このロボットは、カスタムの圧電アクチュエータによって駆動される 8 つの独立して作動する自由度を備えており、機械的に器用です。

CLARI チームは今後、ロボットにセンサーを組み込んで、障害物を検出して反応できるようにする予定です。 同グループは、ロボットに柔軟性と強度を与える改良にも取り組んでいる。 カブツ氏は、CLARIに脚が追加されるにつれてロボットの機能の改善がより困難になるだろうと指摘した。

以下は、アスペクト比に基づいた 3 つの主要なロボットの本体形状構成を含む主な機能を強調した CLARI の斜視図です。 矢印は、地面反力ベクトル (赤) を横方向 (緑) と推進方向 (シアン) に投影したもので示しています。 また、CLARI の芸術的なレンダリングは、その体の形状に適応する能力を活用して、乱雑な地形を通って横方向に限定された地形をナビゲーションすることを示しています。

研究チームは、ロボット本体に多関節形態を選択し、多関節ラミネートロボットの迅速、自律的、多歩行移動能力と、ソフトマテリアルシステムの受動的コンプライアンスベースの身体化された物理的知性を組み合わせました。 彼らは、ジオメトリベースの調整を簡単に行う方法として、折り紙ベースの設計、ラミネート製造、およびポップアップアセンブリプロセスを選択しています。

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