金属のことは忘れてください。 ロボットの未来は柔らかくて柔らかい

研究室のどこかで、何かが蠢いている。 その ウナギロボット、暗くなった巨大な海水タンクの中を静かに泳ぎます。 リズミカルでリボンのような動きは、自然の動きをエコーし​​ます。 それとも、 タコをモチーフにしたロボット、H.P.のようなもののように見えます。 ラヴクラフトは、もし 100 年後に生まれて、ホラー作家ではなくロボット工学者になっていたとしたら、夢を描いていたかもしれない?

もしかしたらそのどちらでもないかもしれません。 おそらくそれは柔らかいゴムのようなスリーブであり、 人の心に巻きつくそして、心不全に直面しても鼓動を続けることができるように、定期的に圧迫して安心させます。 または ヒドロゲルグリッパー 泳いでいる魚に手を伸ばして掴むことができ、傷つけることなく魚を固定することができます。 または。 または。 または。

現実には、ソフトロボット工学の急成長分野からの例には事欠きません。 ロボット研究の中で最もエキサイティングで急速に発展している分野の 1 つであるこれらのロボットは、SF で約束された硬い金属製の機械とは似ていません。 ゴム状の素材でできています。 また、製造コストもはるかに安く、重量も大幅に軽く、柔軟性と (柔らかい素材を考えるとおそらく直感に反するかもしれませんが) 耐久性が優れています。 その過程で、彼らは私たちがロボットについて考えているものを変え、その過程で自分たちが非常に役立つことを証明しています。

千の用途に使用できるロボット

以前は金属が独占していた世界に現在ソフトロボットが急増しているが、ボストンダイナミクスのような企業が製造しているより伝統的なロボットから何も奪われるわけではない。 従来のハードロボット工学の進歩により、ここ数年だけでも、生産ラインでの細かい組み立て作業から、 ダンスを披露する, パルクールの展示 あるいは オリンピックにふさわしいバク転. しかし、これらの従来型ロボットがすべてに適しているわけではありません。

彼らは同じ作業を何度も続けて実行するのが得意で、たとえば Foxconn の工場でベルトコンベア上で iPhone を組み立てる作業を手伝う場合、まさにこれが求められます。 しかし、彼らが慣れ親しんだ構造化された領域から外すと、突然その驚くべき精度が発揮されるようになります。 一瞬で消える.

これはあらゆる種類の理由で問題になっていますが、特にロボットが人間や他の生きている人間と一緒に働くことが増えているという事実が挙げられます。 これは、同僚として人間と直接働くことを意味するかもしれません。 また、心血管不全の可能性に直面しても人の心臓の鼓動を維持することを目的とした前述のロボットのように、さらに緊密なレベルの相互作用を意味する可能性もあります。 こうしたシナリオが、部分的にはソフト ロボットの人気の高まりにつながっています。

「ソフトロボティクスの[もう1つの]エキサイティングな応用分野は、捜索救助分野です。」 ジャーダ・ジェルボーニ、スタンフォード大学の博士研究員であり、昨年、 TEDトーク 「柔軟でソフトなロボットの信じられないほどの可能性」と題して、Digital Trends に語った。 「[私が働いている研究室には]非常に意欲的な同僚チームがおり、どのようにして研究を進めるかを研究しています。 先端から伸びる柔らかいロボット — 植物、より具体的にはつる植物のように — 人間がアクセスできない遺跡を移動できるようになる 非常に繊細な工芸品でいっぱいです。または、絶滅危惧種の動物の繊細な地下生息地を探索することもできます。 種。"

ゲルボーニ自身の研究には医療応用があります。 彼女は現在、同僚のソフト ロボットが遠隔地へのアクセスに役立つのと同じように、体の手の届きにくい部分にアクセスするための手術器具として使用できる柔軟なロボットの開発に取り組んでいます。

「スタンフォードでの私の現在の研究では、肝臓のまったく異なる部分に到達できる柔軟な針を使用しています。 挿入点が 1 つだけで、その先端で腫瘍を焼き、熱によって腫瘍細胞を破壊することができます」と彼女は続けた。 操縦可能な針は、私たちが想像するようなロボットではありませんが、ソフト ロボットによって開かれる可能性の 1 つです。

さようならメタル？

ソフトロボティクスの最新の開発は特にエキサイティングです。 最近、研究者たちは、 柔らかいロボットの最後の硬い金属部品. 従来のソフトロボットでは依然として金属バルブなどのコンポーネントが必要でしたが、この最新のソフトロボットでは ゴムと空気のみを使用して機能し、加圧空気が電子機器の必要性を置き換えます。 内臓。 そうすることで、一種のデジタル ロジック ベースのソフト コンピューターを使用して、記憶と意思決定をソフト マテリアルに直接統合します。

「これらの高圧と低圧の状態はデジタル信号に似ており、1 は高圧、0 は低圧に相当します。」 フィリップ・ロセムンドとプロジェクトの研究者の一人が説明してくれました。 「通常、ソフト ロボットの制御は電子コントローラーとハード バルブを使用して行われ、ハード/ソフト ハイブリッド ロボットが生成されます。 当社のソフト コンピューターを使用すると、複雑な制御をソフト ロボットの構造に直接統合できます。」

これらはすべてまだ比較的初期の段階にありますが、ソフトの世界の急速な変化を示しています。 ロボット工学：より困難なロボットに比べて半世紀遅れているが、急いで追いつくために最善を尽くしている 上。 それも効果があるようです。 すでに述べたアプリケーションに加えて、 ソフトロボットグリッパー 物体を傷つけることなく物体と相互作用できるため、現在では組み立てラインで使用されています。

しかし、ジャーダ・ジェルボーニ氏が指摘するように、ソフトロボット工学を従来のハードロボットと対立するものと見るのは間違いです。

「ソフトロボットの方が優れているとは言いませんが、それはもはや検討を避けられないロボットの一種、あるいはロボット工学の手法の一つにすぎません」と彼女は言う。 「ソフトロボットはナビゲーションタスクにおいて大きな可能性を秘めていることがすでに実証されています。 体を簡単に表現でき、未知の生物との突然の接触によってナビゲーションが損なわれることはありません。 オブジェクト。 しかし、操作タスクなどのロボットにとって非常に一般的な別のタスクとなると、ロボットが [非常に小さな力しか行使できない、つまり持ち上げることができない] ため、非剛体パーツを持つことは非常に悪いです。 また、体の柔軟性が高く、自由度が高く、センサーの統合が限られているため、正確に制御することができないため、非常に正確な操作を行うことができません。 タスク。"

ハードもソフトも両方

最終的に、私たちの生活に役立つロボットを本当に作るための最善の方法は、自然界にある材料と同じように、ハードとソフトの両方を組み合わせることだ、と彼女は言います。 「人間を見てください」と彼女は言いました。 「これらは、柔らかいコンポーネントだけでなく、硬い構造と標準的な関節も備えた完璧なロボット機械です。 [彼らは]さまざまな状況でタスクを実行できますが、正確で力を発揮することもできます。」

研究者の中には、要求に応じてソフトロボットを強化したり、精度と器用さの両方を達成するために異なる剛性の材料を組み合わせたりできる材料の探索に熱心に取り組んでいる人もいます。 「ソフト ロボット」という用語が世に出てから 10 年ほどしか経っていませんが、すでに独自のニッチ市場を開拓し始めています。 (そしてポップ カルチャーにも浸透しています。ディズニーの愛らしいロボット、ベイマックスをチェックしてください。 ベイマックス.)

ロボットが日常生活の一部となる世界に向けて、ソフトロボットの重要性はこれまで以上に高まるでしょう。 1 つ確かなことは、2019 年現在、「ロボット」という言葉はもはや「金属機械」と同義ではないということです。

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