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Jul 22, 2023

ミミズロボットは天文学者による他の世界の探索に役立つ可能性がある

宇宙探査用のロボットを設計するとき、エンジニアや開発者はインスピレーションを得るために自然に目を向けることがよくあります。 ヘビから毛虫、さらには魚に至るまで、さまざまな種類の自然の動きは、

宇宙探査用のロボットを設計するとき、エンジニアや開発者はインスピレーションを得るために自然に目を向けることがよくあります。 ヘビから毛虫、さらには魚に至るまで、さまざまなタイプの自然な動きが宇宙ロボットの体によって模倣されてきました。 これらのいわゆる生体模倣ロボット本体の最新のものは、イタリアのジェノヴァにあるイタリア技術研究所 (IIT) が開発したもので、すべての動物の中でもミミズからインスピレーションを得たものです。 ミミズはさまざまな種類の土壌で生き残るために進化し、狭い空間でうごめくことが多いため、その体は異星を探索するのに最適である可能性があります。

IITの博士研究員であり、この論文の筆頭著者であるRiddhi Das氏は、「このロボットは、目的を達成し、確実に他のロボットの開発を刺激する、より優れたロボットの開発において、生物からインスピレーションを得たアプローチがなぜ重要であるかを示す足掛かりとなる可能性がある」と述べた。 『Nature Scientific Reports』に掲載されたミミズの論文は、天文学にこう語っています。 「私たちの生物にインスピレーションを得たアプローチは、内部の生体力学を注意深く理解することが、実際の生物の理解と、それと同様に機能するロボットの開発に役立つことを示しています。」

ミミズ ロボットは「ソフト ロボティクス」の分野に分類され、エンジニアや開発者は、通常はシリコンやゴムで構成される、柔らかく柔軟な本体を備えたロボットを設計します。

「ソフトロボット工学は、地上でのいくつかの作業、特に繊細な物品や柔軟な物品の取り扱いに適しています」と、ソフトロボット工学を研究するサウスウェスト研究所の上級研究エンジニア、ミーラ・デイ・タウラー氏は言う。 「これには、農業や食品の取り扱いなどの作業が含まれます。 これらと同じ種類の作業は、宇宙ステーションでの運用をサポートするために宇宙でも役立ちます。」

柔らかいロボットは、柔軟なフレームを伸ばしたりねじったりして、狭いスペースに適合したり、狭いスペースを移動したりできるため、貴重です。 ダスのミミズ ロボットの場合、近くの世界に見られる過酷な表面状態を避けるために土壌に穴を掘ることもできます。 ただし、これらのロボットにはいくつかの独自の利点がある一方で、制限もあります。 タウラー氏は、これらの機械は「本質的に真空の宇宙には適していない」と付け加えた。 この課題により、ダスのような科学者は、ソフトロボットの真空耐性を高め、したがって展開の汎用性を高める本体設計に取り組むことを余儀なくされています。

ソフト ロボット工学とは異なり、「ハード ロボット工学」は、惑星探査機など、プラスチックや金属などの硬い素材で作られた、より構造化されたロボット本体の設計に焦点を当てています。 ロボットアームから車輪に至るまで、これらの「ハードロボット」は、岩石サンプルなどの惑星物質の重い荷物を運ぶように設計されているか、岩だらけの地形や平坦でない地形の上を移動できるように設計されている可能性があります。

欧州宇宙機関 (ESA) のロボット ナビゲーション システム エンジニアである Martin Azkarate 氏は次のように述べています。「探査ローバーの移動サブシステムは、常にターゲット探査地形に依存します。 たとえば、火星では車輪付き探査車しか見たことがありません。これは、火星の広大な地形を横断するのに最も効率的な移動モードだからです。 しかし、たとえば、月のクレーターや月の天窓を探索する場合、他の移動タイプ (歩行、ジャンプ、またはヘビのようなロボット) が想定される可能性があります。」

言い換えれば、ハードロボットは、過酷な環境に耐えたり、重い荷物を運ぶことができるなど、明らかに特有の強みを持っていますが、ソフトロボットのような柔軟性に欠けています。

NASA、ESAなどの宇宙機関、さらにはSpaceXのような民間宇宙企業もソフトロボットやハードロボットを活用しているが、ダス氏とIITのチームは、ミミズロボットを宇宙探査に適したものにする鍵はその動きにあると考えた。

「私はミミズのいくつかの解剖学的特徴の重要性と、地下での移動を生み出す役割を理解しようと努め、そこからインスピレーションを得て蠕動運動をするソフトロボットを設計しました」とダス氏は言う。 「このアイデアは、これまでのところ本物の穴掘りロボットが存在しないことから生まれました。」

蠕動は、筋肉が前に進むために行う一種の絞り運動です。 私たちが食事をするときに、蠕動運動によって食べ物が口から胃に移動するとき、この動きは食道で見られます。