家科学者が実際の行動を模倣するロボットコウモリを開発
捜索救助活動は、過酷な気象条件、険しい地形、煙や塵に満ちた地域など、人間にとって危険または到達困難な環境で行われることが多い。
ウースター工科大学（WPI）の研究者は、こうした任務を人間の代わりに遂行するため、コウモリをモデルにしたロボットを設計している。
WPIのニティン・J・サンケット教授と彼のチームは、手のひらに収まるコンパクトな飛行ロボットを開発した。コウモリのように、これらのロボットは超音波とAI駆動ソフトウェアを用いて超音波信号から雑音をフィルタリングし、2メートル以内の障害物を検知できるようにしている。
「捜索救助活動は通常徒歩で行われます」とサンケット教授はTechCrunchに説明した。「多くの救助隊員が懐中電灯を手に過酷な環境に入り、命を危険に晒して他者を救出します。ドローンは解決策を提供します——機敏さと速度で広範囲を迅速にカバーできるからです」
ニティン・サンケット。画像クレジット：ニティン・サンケット／WPI
サンケットは以前から空中ロボットやドローン、そしてこの技術を現実世界の応用へどう適応させるかに強い関心を持っていた。博士課程で指導教官から「可能な限り小型のロボットを開発せよ」と課題を与えられたことがきっかけで、生物学的な着想を用いたコンパクトな機械の創造に興味を抱くようになった。
「ドローンの設計を一から再考し、生物学にヒントを求める必要がありました」とサンケットは語る。「自然界は現行技術を凌駕しています。昆虫や鳥類は限られた計算能力と基本的な感覚システムで驚異的な飛行を実現しています。彼らの目や脳は簡素でありながら、驚くべき航法能力を発揮するのです。この洞察が私の博士研究の基盤となりました」
サンケットは花の受粉を目的とした小型ドローンで構成されるロボット蜂の巣のプロトタイプを開発した。有望な成果だったが、この応用分野は極めて野心的であると認識し、生物学にヒントを得たロボットがより即効性のある影響を与えられる領域へ焦点を移した。これが現在の研究へとつながっている。
捜索救助ロボットにおける主な課題は、必要なセンサーと飛行技術を統合しつつ、ロボットを過度に大型化・高コスト化・高エネルギー消費化させないことだった。
サンケットは、自動蛇口に似た超音波センサーを採用したと述べた。その理由は低消費電力だった。効果的ではあったが、ロボットのプロペラが過剰な騒音を発生させ、センサーの障害物検知能力を妨げていた。
この問題を解決するため、彼らはコウモリの生態に再び着目した。
「コウモリは鼻・耳・口に特殊な組織を持ち、その厚みや密度を変化させることで音の放出と知覚を調整しています」とサンケットは説明する。「この機能に着想を得て、3Dプリント構造体を設計。コウモリと同様に音の特性を変化させる仕組みを実現しました」
ロボットの動作が確立した今、チームは次の課題である速度向上に注力している。
「人間は往々にして人間の脳の能力を模倣しようとします」とサンケットは指摘する。「しかし、小さな動物——特に昆虫や鳥類——が持つ驚異的な能力を見落としがちです。彼らは小さな体にもかかわらず、卓越したナビゲーション能力を発揮します。エンジニアとしてだけでなく、科学者として、私たちは彼らからもっと多くのインスピレーションを得るべきです」
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コメント (1)
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![FrankRoberts]()
Diese Roboter-Fledermäuse erinnern mich an Science-Fiction-Filme, wo winzige Drohnen in engen Räumen arbeiten. Spannend, ob das auch für Bergbauruinen oder eingestürzte Gebäude taugt. Hoffentlich wird's nicht zu teuer, sonst setzt es keiner ein. 🙃
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