「そうやって彼らはあなたを得るのです。 彼らは地下にいるんだ！」 1990 年の古典的なコメディー クリーチャー特集でケビン ベーコンが演じた雇われ役ヴァル マッキーはこう言います。 震え. マッキーが言及しているのは、地下を移動し、掘削中に土を押しのける巨大な無脊椎動物の種であるグラボイドのことです。
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- 砂虫蔓が掘りに行く
- 月面に穴を掘るヘビロボット
カリフォルニア大学サンタバーバラ校とジョージア工科大学の人々は、グラボイドから100万マイルも離れていない場所でロボットの開発に取り組んでいる。 現在ははるかに小さくなり、無防備な牛や人間をむしゃむしゃ食べる傾向ははるかに低くなりますが、 それにもかかわらず、それは土や柔らかい砂を掘ることができるトンネル状のヘビにインスピレーションを得た創造物です。 そして、おそらく、いつかは他の惑星でも表面レゴリスが見つかるかもしれない、とその作成者は主張しています。 これは宇宙探査機の未来ではないでしょうか?
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「私たちは、抵抗力と闘うのではなく、抵抗力を軽減するという、新しいアプローチで穴を掘るタイプの穴掘りロボットを開発しました。」 ニコラス・ナクレリオカリフォルニア大学サンタバーバラ校の機械工学大学院生研究員はデジタルトレンドに語った。 「それを可能にする 3 つの原則は、側面に沿った抵抗を排除するための先端の拡張、および空気の流動化です。 粒状媒体の抵抗力を軽減し、非対称性により水平方向に発生する揚力を制御します。 穴を掘っている。」
先端延長と粒状流動化によるロボットによる掘削
砂虫蔓が掘りに行く
ロボット自体は驚くほどローテクです。 本体には気密性の高いリップストップナイロン生地を採用。 ナイロンチューブが先端に空気を供給し、その先端にある微粒子を吹き飛ばして地下道を進む道を切り開く。 カーボンファイバー編組がねじれ剛性を高め、テフロンシースが摩擦を軽減します。 ロボットの動きは圧縮空気または窒素によって空気圧で駆動され、水面下で移動できます。
ナクレリオ氏は、この件についてはよく知らないと語った。 震え グラボイド（ただし、 砂丘のサンドワーム 実際、このロボットは自然からインスピレーションを得たものであることは間違いありませんが、ワームやヘビをベースにしたものではないようです。
「私たちのロボットは植物の根から直接インスピレーションを受けており、植物の根は先端から成長して土の奥深くまで伸びています」とナクレリオ氏は語った。 「ロボットは先端から伸びることで側面の摩擦を避け、あらゆる方向に曲がることができます。 また、海底に穴を掘るために水を噴射するミナミイナダコからインスピレーションを得ました。 当社のロボットは、先端から空気を吹き込むことで先端付近の砂を流動化し、地面に掘り込む際に必要な力を軽減します。 最後に、揚力を制御するために、非対称の気流方向とロボットの先端に角度を付けたウェッジを使用しました。 これは、くさび形の頭を使って砂に穴を掘るスナコのトカゲからインスピレーションを得たものです。」
このユニークな設計は、チームが水平方向の掘削における「揚力の課題」を克服するのに役立ちました。 「私たちが最初に水平方向に掘ろうとしたとき、私たちのロボットは常に浮上してきました」と彼は言いました。 「粒状の媒体中を水平に移動する対称的な物体には揚力が発生することがわかりました。これは、材料を圧縮するよりも上に押し上げて邪魔にならないようにする方が簡単だからです。 私たちは、空気を真下に吹き付けて揚力の原因となる強度勾配を軽減し、ロボットの先端にくさびを追加することでこの問題に対処しました。」
月面に穴を掘るヘビロボット
では、この穴を掘るヘビ/つるロボットにはどのような用途があるでしょうか? そして、さらに重要なことは、大量の砂や土を追い出すために規模を拡大することはできるのでしょうか? 「この論文で提示された原理は、特に水平方向の掘削や操縦可能な掘削において、従来の掘削方法の能力を拡張するために使用できると考えています」とナクレリオ氏は述べています。
ユースケースに関する限り、より歩行者が多い地上のユースケースには、さまざまな溝掘りアクティビティが含まれる可能性があります。 「このプロジェクトに関して私たちが持っていた初期のビジョンの 1 つは、ロボットが地面の下、下、上に穴を掘っていくというものでした。 私道の反対側に溝を掘らずに灌漑や通信線を設置できます」とナクレリオ氏は述べた。 言った。 「その他の用途には、捜索救助、地熱ループの設置、穀倉検査などが含まれます。」
穀倉検査の最後にさりげなく置かれている「その他」こそが、これらすべてのユースケースの中で最も説得力のある (そして SF のような) ユースケースを生み出しています。 「このロボットは、反力が発生しにくい乾燥した低重力の地球外環境に特に適していると考えています」とナクレリオ氏は続けた。 「応用例としては、火星の熱センサーの設置、月の火山トンネル探査、小惑星のサンプリングまたはアンカリング、土星の衛星エンケラドゥスでの粒状氷の探査などが挙げられます。」
このテクニックを使って次のことを行うというアイデア 宇宙の低重力環境を探索する こじつけに聞こえるかもしれない。 ただし、チームは現在、これらの正確なアプリケーションのいくつかをカバーするプロジェクトで NASA と協力しています。 もしかしたら、宇宙にいるワーム ロボットは、思っているほどクレイジーではないかもしれません。
その仕事を説明した論文は、 最近サイエンス・ロボティクス誌に掲載されました.
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