HP Technology at Work

ソフトロボティクス

多くのロボットは硬質材料でできており、堅牢で迅速かつ正確に動作するよう設計されています。しかし設計上、柔軟性に欠けるため、ロボットを安全に利用し関わる方法が限られています。

そのためエンジニアや研究者は、周囲にいる人間にとってより安全な素材で作られ、かつ、他のロボットでは対応できない予測不可能な環境にも対応できる、柔軟なソフトロボットの可能性を模索し始めています。

こうした俊敏なマシンの多くは、動物などの自然界のもののバイオメカニクスを模倣する設計となっており、革新的なアプリケーションの開発につながります。そう遠くない将来、このような新しい画期的なマシンの実現が期待されています。

科学的探究

深海を泳いだり、新しい惑星の地形を探査したりするなど、ソフトロボットはこれまで人間が行けなかった場所にも行くことができます。

  • 火星探査車はよく知られていますが、巨大ガス惑星を探査することは可能でしょうか。NASAは、電気や光源がない場合にも、代わりに触手を使って局所的に変化する磁場から電力を得て動作できる、イカのような外観のソフトロボットローバーの設計に着手したばかりです。これが成功すれば、エウロパなどの巨大ガス惑星の衛星の探査に乗り出すことが可能になります。
  • MITの研究者は、見つかりにくい海洋生物を安全かつ間近に探査する方法を模索し、ダイバーやカメラが行けない場所にも泳いでいけるソフトロボットフィッシュ、SoFiを開発しました。見た目はまさに魚のようで、上下に動く尾を使って浮力を制御し、水深15メートル付近を1時間近く泳ぐことができます。昨年は、北極海で珍しいサメの映像を (もちろん) 魚眼レンズで撮影しました。

医療

体内を動き回るソフトロボット - これはぞっとするようなアイデアかもしれませんが、命を救える可能性があります。

  • 香港の研究者が、体内の対象部位に薬剤を輸送できる「ミリロボット」を開発しました。外観がまさに毛虫のような多足設計のミリロボットは、自重の100倍もの積荷を運搬し、粘液や血液などの液体に満ちた体の各部を効率的に移動することができます。今後は、薬剤を届け終わると完全に分解し、取り出す必要のない生分解性素材でできたミリロボットの開発などに取り組む計画です。
  • ハーバード大学の医用生体工学者がボストン小児病院と連携し、心臓病患者の心臓にぴったりと合い、ポンプ機能をサポートして心臓血管機能を強化するソフトロボットスリーブを開発しました。まだ動物実験の段階ですが、研究者はこのスリーブがいずれ、特に心臓移植を待つ患者の心筋の強化に役立つと期待しています。

捜索救助

ソフトロボットはものを繊細に扱い、人間が入れない狭い空間に入り込むことができるため、被災者を救助できる可能性があります。

  • 巨大なゴキブリが素早く動くのを目にするのは悪夢のようですが、救助のためであればどうでしょうか。ゴキブリならではの狭いスペースを動き回る能力と強い生命力が、カリフォルニア大学バークレー校の研究者にCRAM (「関節機構を備えた圧縮性ロボット」の略) を設計するインスピレーションをもたらしました。CRAMには柔らかい殻と関節のある外骨格があり、強い圧力にも耐えられます。これは、倒壊した建物のがれきの中を探索し、生存者を発見するのに最適なツールとなります。

介護

世界の高齢者人口が2050年までに倍増し、介護者不足が予想される中、介護ロボットの開発は医療における優先事項となりつつあります。

  • 看護師と同じように患者に容態を尋ね、転倒しないよう患者を見守る介護ロボットはすでに実用化されていますが、患者と接触し、身体的に介助できるロボットについてはどうでしょうか。パデュー大学の研究者は3Dプリンターを利用して、Architected Soft Machine (ASM) と呼ばれる手法を開発しています。ASMは筋肉の代わりに小型モーターを使用しており、簡単につかんで移動することができます。ビッグヒーロー6のフレンドリーな介護ロボット、ベイマックスのように高度なものではありませんが、高齢者に必要とされるスキンシップに対応できる可能性を示しています。

食品の取り扱いと製造

ソフトロボットは次の産業革命の担い手となるでしょうか。工場労働者は、けがを恐れてロボットのそばで作業できずにいますが、もうすぐ可能になるかもしれません。

  • パンやピザ生地といった一部の食品は非常に繊細で、通常のロボットでは扱えませんが、手触りが柔らかいロボットなら、焼き菓子などの割れやすい食品でもつぶさずに扱い、運搬することができます。
  • 折り紙に着想を得て新規設計されたこのソフトグリッパーは、自重の120倍の重量を持ち上げ、ワイングラスなどの壊れやすい商品も扱うことができるうえ、人間の作業者の隣で安全に作業することができます。