ゴキブリロボットを1分で組み立てる奇妙な「組立ライン」

一部の科学者は、小さなロボットをゼロから設計して構築するという時間と労力のかかる作業ではなく、既存の昆虫を遠隔制御ロボットに改造しています。手作業よりもはるかに速くゴキブリをロボットに変えることができる新しい「組み立てライン」が役立つかもしれない。

組み立てライン施設で、麻酔をかけられたゴキブリが電子バックパックを待つ

簡単に言えば、昆虫ロボットは通常、小さな電子バックパックを装備した大きな昆虫 (通常はマダガスカルのゴキブリ) で構成されます。バックパック内の遠隔制御電極が昆虫の触角や目などの体の部分を刺激し、歩行を開始または停止したり、左右に回転させたりします。

もちろん、すべては病的な好奇心から生まれたわけではありません。このようなロボットの主な用途の 1 つは、災害現場でがれきの中に閉じ込められた生存者の捜索です。遠隔操作のカメラを装備したコックローチ ロボットは、瓦礫の通常では通れない隙間をすり抜け、ライブ画像と遭遇した生存者の座標を送信することができます。

ノースカロライナ州立大学が開発したロボットゴキブリ

しかし、このような大規模な作業には、数匹のロボットゴキブリだけでは十分ではありません。

昆虫の群れが遺跡に配備され、おそらくバックパック間の無線通信を介して探索ルートを調整することも想定されています。たとえば、2 台のロボットの経路が重なっている場合、バックパックがロボットを互いに遠ざけるように誘導できます。

この技術を実現するには、ゴキブリを手作業で注意深く加工することはできません...自動化されたプロセスを通じて迅速に生産する必要があります。ここで組み立てラインが登場します。

組立ライン（写真）の開発は科学技術振興機構の支援によるもの

シンガポールの南洋理工大学の佐藤博隆教授らによって開発されたこのコンピューター制御システムは、昆虫を保持するためのプラットフォーム、Intel RealSense深度センサーカメラ、Hand-Eロボットグリッパーを備えたUR3eロボットアームで構成されている。

麻酔をかけたゴキブリがプラットフォームに固定されると、モーターが装置を所定の位置にスライドさせ、コンピュータービジョンシステムがゴキブリのサイズと位置を評価します。次に、ゴキブリの外側の表皮の一部が引き戻され、前胸板と中胸部の間の膜が露出します。

次に、事前に組み立てられた2.3グラムのバックパックがゴキブリの体内に配置され、バックパックの前面にある2つの双極電極がゴキブリの腹膜の露出した左側と右側に埋め込まれました。次に、カチッと音がして所定の位置に収まるまで、メイン バックパックをゴキブリの胸部中央にそっと押し込みます。最後のステップとして、プラットフォームをスライドさせて、まだ麻酔中のゴキブリを解放します。

組立ラインとロボットゴキブリの概略図 - ミャンマーでマグニチュード7.7の地震が発生した後、手作業で組み立てられたロボットが現場でテストされた

ゴキブリ 1 匹あたりのプロセス全体には 68 秒かかりましたが、同じ作業を手作業で行うと 15 分から 1 時間かかります。組み立てラインのゴキブリと手作業で組み立てられたロボットゴキブリのテストでは、S字型の経路に沿って歩いたり、障害物を探索したりするなどの遠隔操作のタスクを実行する場合、どちらのグループも同様のパフォーマンスを発揮することがわかりました。

この特定のロボット設定には、同様のシステムの刺激時間の 40% と刺激電圧の 75% のみを昆虫 (およびバックパックのバッテリー) に使用するという追加の利点があります。さらに、バックパックはミッション間で取り外すことができます。

「私たちのイノベーションにより、現実のシナリオに大量のロボット昆虫を配備するという夢がより現実的になります」と佐藤氏は語った。 「プロセスを自動化することで、昆虫ハイブリッドロボットを迅速かつ継続的に生産できるようになります。これにより、ロボットを大規模に生産できるようになります。これは、災害後の捜索や救助など、時間が重要な作業には不可欠です。」

この研究に関する論文は最近、雑誌『Nature Communications』に掲載された。