「Snapbot」(ディズニーリサーチ・ピッツバーグ提供)

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 脚がもげても壊れても、決して止まらずに歩き続ける―。そんなロボットの開発が進む。災害現場や宇宙ではどんなトラブルに見舞われるかわからない。人間が修理に行けない環境で働き続けるには、故障を前提に機能を設計する必要がある。そこで脚を失っても動き続ける昆虫やヒトデの動きに着目。制御アルゴリズムとしてロボットに実装し、脚を失っても歩みを止めないロボットが誕生している。

 米ディズニーの研究部門、ディズニーリサーチ・ピッツバーグのキム・ジュヒョン研究員と山根克シニア研究員らは、脚をもいでも残った脚で歩き続ける多脚ロボット「Snapbot」(スナップボット)を開発した。スナップボットは、六角形の本体に最多で6本の脚をつけられる。脚は2関節タイプと3関節タイプの3種類を用意。歩行中に脚を付け替えても歩き続ける。

 スナップボットは、脚の種類や配置の組み合わせが約700通り存在する。0・1秒ごとに脚構成を確認し、各脚の動きを修正する。4本以上の脚が対称に配置されていれば、本体を持ち上げて歩行し、1本足なら本体を引きずりながらはって動く。リアルタイムに動きを修正するため、歩行中に脚をもいでしまうなどの邪魔をしても進み続ける。

 今後カメラなどのセンサーを搭載し、人工知能(AI)技術で学習させ移動アルゴリズムを体得させる。

 一方、東北大学の石黒章夫教授と加納剛史准教授らは、クモヒトデの動きをロボットに応用した。5本の脚がそれぞれ自律分散的に駆動できる。

 まず脚をランダムに動かし、進行方向への反力を感じたときに地面を蹴るように動かす。反対向きの反力を検知したら何もしない。シンプルな制御ルールだが、これを繰り返すことで進んでいく。

 石黒教授は「各脚の状況や脚の構成を把握しなくていい。シンプルだからこそ即座に適応できる」と強調する。反力の方向を検知する力覚センサーは脚の根元にあるため、足先が壊れても駆動する。実際に歩行中に脚を壊しても、進み続けることを確認した。

 ロボットが複雑になり自由度が増えるほど、センサーやアクチュエーターが増えて中央制御が難しくなる。このため、各パーツが自律分散的に動き、全体として機能することが求められていく。こうした知見は、馬のような4足歩行ロボに応用する予定だ。脚に加え、体幹や尻尾、首などを含めた全身運動に展開していく。身体が欠けても働き続けるロボットの実現に向けまい進する。

(文=小寺貴之)