米国では、 MiniBugとWaterStriderというロボットはそれぞれ全長8.5mmと22mmで、毎秒約6mmの速度で移動できる。
コインの横に立つウォーターストライダーロボットとミニバグ。写真：ボブ・ハブナー/ワシントン州立大学
ワシントン州立大学の研究チームが、昆虫型ロボット「MiniBug」と「WaterStrider」を開発したと、 TechXploreが1月18日に報じた。これらは同種のロボットの中で最小、最軽量、最速の動作速度を誇る。将来的には、これらのマイクロロボットは、人工授粉、捜索救助、環境モニタリング、マイクロ製造、外科手術など、さまざまな用途に活用される可能性がある。
MiniBugは体長8.5mm、体重8mg、WaterStriderは体長22mm、体重55mgです。どちらも毎秒約6mmの速度で移動できます。自然の昆虫よりはまだ遅いものの、この速度は同サイズのマイクロロボットとしてはすでに速いと、材料工学・機械工学部の大学院生で本研究の筆頭著者であるコナー・トリグスタッド氏は述べています。体重5mgのアリは毎秒約1mの速度で移動できます。
これらのロボットの重要な要素は、動作を可能にする極小アクチュエータです。トリグスタッド氏は、独自の製造技術を用いてアクチュエータを1ミリグラム未満にまで小型化することに成功しました。これは、これまでに作られた中で最小のアクチュエータです。「これらは、マイクロロボット向けに開発されたアクチュエータの中で、最小かつ最速のものです」と、ワシントン州立大学材料・力学工学部の専門家であるネストル・O・ペレス＝アランシビア氏は述べています。
このアクチュエータは、加熱すると形状が変化する形状記憶合金を使用している。この材料は、加熱によって形状を記憶し、元の形状に戻ることができるため、「形状記憶」と呼ばれている。ロボットの動力源として用いられる従来のモーターとは異なり、これらの合金には可動部や回転部がない。
形状記憶合金は、動作速度が遅いため、一般的に大型ロボットの動作には使用されません。しかし、MiniBugとWaterStriderでは、アクチュエーターは直径わずか0.025mmの形状記憶合金ワイヤ2本で構成されています。少量の電流を流すことで、ワイヤは容易に加熱・冷却でき、ロボットは毎秒最大40回の速度でヒレを羽ばたかせたり、脚を動かしたりすることができます。予備試験では、アクチュエーターは自重の150倍以上の重量の物体を持ち上げることも可能でした。
トゥ・タオ( TechXploreによる)
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