要約:
ニューヨーク大学タンドン工学部の研究者らは最近、ScaFi と呼ばれるバイオニックロボットフィッシュを発売しました。本物の魚に近い形状や動きを実現するだけでなく、深さや規模の異なる水環境に合わせて拡大・縮小することも可能です。
この設計の中心となるアイデアは、従来の水中ロボットで一般的に使用されているプロペラ推進方法を回避し、代わりに「体の曲げ」を使用して前進することです。研究チームは、プロペラは水中ミッションでは一般的ではあるものの、水草に絡まりやすく、堆積物をかき混ぜ、研究対象者を怖がらせてしまう可能性があり、サンゴ礁や水質、水生動物の観察には役立たないと考えている。
ScaFi の構造は 2 つの部分に分かれています。前部にはモーターと電子部品が集中しており、後部にはグラスファイバーのロッドと布地で作られた柔軟な尾部があります。ロボット内部にはモーターが 1 つだけあります。テールの先端付近で交差する2本のケーブルを引くと、テールがS字に曲がり、左右にスイングしてマシン全体を静かに前進させます。
さらに重要なのは、この推進メカニズムには優れた拡張性があることです。研究者らは、ロボットが大きくなろうとも小さくなろうとも、フロントエンドのモーターとクロスケーブル機構は同じままでよいと述べた。本当に調整が必要なのはテールロッドの径だけなので、毎回マシン全体を一からやり直す必要はありません。
このアイデアをテストするために、チームは長さ 0.6 メートル、1.1 メートル、2.9 メートルの 3 つの異なるサイズで ScaFi を構築しました。その後、それらはテストのために実際の水域に運ばれました。最小バージョンは深さ 15 ～ 30 センチメートルの小川で泳ぎ、中型バージョンはスイスの小川でテストされ、最大バージョンは探査のためにレマン湖に入りました。
テスト結果では、3 つのロボットはすべてスムーズに泳ぐことができますが、サイズの変更もパフォーマンスに影響を与えることが示されています。その中でも小型のものはより柔軟で、泳ぐ姿勢が本物の魚に近く、大型バージョンは操作性が低下し、エネルギー効率が低くなりますが、より強力なパワーが必要になる一方で、水流の安定性も向上します。
研究者らは、全体として、この水泳方法は増幅後も非常に優れたパフォーマンスを維持でき、GPS 信号が中断された後でも 3 台のロボットは泳ぎ続けることができると指摘しました。研究チームは、このスケーラブルなアイデアは将来的に水中探知ロボットに使用できるだけでなく、他のタイプのロボット システムにも拡張できる可能性があると考えています。次のステップは、異なるサイズのバージョンでも同じエネルギー効率を維持することに重点を置くことです。
コメント