東京/ミュンヘン(ITボルトワイズ) – 日本の研究者らは、人間の歩行にヒントを得て、筋繊維と人工材料を組み合わせた二足歩行バイオハイブリッドロボットを開発した。 このイノベーションはロボット工学を大きく進歩させる可能性があります。

人体の柔軟性、繊細な動き、効率的なエネルギー変換を利用して、日本の研究者はロボット工学への革新的なアプローチを発見しました。 1 月 26 日に雑誌「Matter」に掲載された同社の二足歩行バイオハイブリッド ロボットは、ロボットの歩行と旋回を可能にする筋繊維と人工材料を組み合わせた結果です。

「生物学と機械学を組み合わせたバイオハイブリッドロボットの研究は、生物学的な機能を備えたロボット工学の新しい分野として、最近注目を集めています」と東京大学の竹内章司氏は言う。 「筋肉をアクチュエーターとして使用することで、コンパクトなロボットを構築し、優しいタッチで効率的で静かな動きを実現できます。」

同チームは人間の歩行を模倣し、水中で動作する革新的な二足歩行ロボットを開発した。 このロボットは、水中で直立するのに役立つ上部と重りのある脚にフォーム浮力を備えています。 ロボットの骨格は主にシリコンゴムでできており、筋肉の動きに合わせて曲がって適応します。 次に、実験室で培養した骨格筋組織のストリップをシリコーンゴムと各脚に取り付けました。

筋肉組織を電気的に刺激することで、筋肉組織が収縮して脚を持ち上げます。 電気が消えると、かかとが前方に着地した。 左右の脚に 5 秒ごとに交互に電気刺激を与えることで、バイオハイブリッド ロボットは 5.4 mm/min (0.002 mph) の速度で「歩く」ことに成功しました。 回転させるために、研究チームは左脚をアンカーとして機能させながら、右脚を5秒ごとに繰り返し刺激しました。 ロボットは 62 秒で 90 度左折しました。 その結果、筋力を備えた二足歩行ロボットが歩き、止まり、正確な回転運動を実行できることがわかりました。

「現在は、一対の電極を手動で動かして脚に個別に電場を印加しているため、時間がかかります」と竹内氏は言う。 「将来的には、電極をロボットに組み込むことで、より効率的に速度を上げることを計画しています。」

研究チームはまた、より複雑で強力な動きを可能にするために、二足歩行ロボットの関節と筋肉組織を厚くすることも計画している。 ただし、生物学的コンポーネントを追加してロボットをアップグレードする前に、チームは組織を生かしておくための栄養供給システムと、ロボットが空中で動作できるようにするデバイス構造を統合する必要があります。

「研究室の定例ミーティング中、ビデオ上でロボットがうまく歩くのを見たとき、歓声が上がりました」と竹内氏は言います。 「これらは小さな一歩のように見えますが、実際にはバイオハイブリッド ロボットにとって大きな飛躍です。 »

本研究は、JSTみらいプログラム、JST破壊的科学技術融合研究、日本学術振興会の助成を受けて行われました。

意見： このテキストの一部は人工知能を使用して生成された可能性があります。

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