レーザーエネルギー伝送で飛行する昆虫型ロボット「RoboFly」

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ワイヤレスで飛行する昆虫型ロボットRoboFlyは、爪楊枝程度の重さしかない。

ワシントン大学の研究チームが、ワイヤレスで飛行する昆虫型ロボット「RoboFly」を製作した。レーザーにより電力を供給し、ローターではなく翅(はね)を羽ばたいて飛行するロボットだ。ハエより僅かに大きいサイズで、ドローンでは入り込めないような、小さな場所にも侵入できる可能性がある。研究成果は、ブリスベーンで開催された「ロボットと自動化に関する国際会議」で、2018年5月23日に発表された。

これまで考案されてきた昆虫型飛行ロボットは、地上からの制御並びに動力供給用ワイヤーが接続されている。なぜならば、大きな電力を必要とする翅による飛翔機構や、制御のための自立型デバイスは、昆虫型のロボットに搭載するには重過ぎるからだ。

今回研究チームは、不可視光領域の細束レーザー光線を使い、RoboFlyの頭部に設置した太陽電池セルによってレーザー光のエネルギーを電力に変換するという手法をとった。研究チームは、「大きな重量を追加することなく必要な電力を迅速に伝送する最も効率的な方法」だとする。翅を高電圧で駆動するため、太陽電池セルの7V出力を240Vに昇圧する回路を搭載している。

同時に、RoboFlyの翅の運動を制御するために、「ハエの脳が翅の筋肉に指令するように機能する」マイクロコントローラーを同じ回路に搭載した。マイクロコントローラーは、昆虫の翅の羽ばたきを模倣するように、電圧を変動させている。例えば翅を素早く羽ばたかせる場合、最初に連続した高速パルスを送り、翅が波動の頂点に近づくに従いパルスを落としていく。

現時点では、RoboFlyは離陸と着陸しかできず、太陽電池セルがレーザー光線の視界から外れると、電力を失って着陸する。研究チームは、レーザー光線でRoboFlyを追尾したり、超小型電池あるいは電波によるエネルギー給電などによって、自由に飛行させることを検討しているという。

研究チームを指導するFuller助教授は、RoboFlyは安価に製作できるため、多数のRoboFlyを本物のハエのように飛行させ、大農場で作物の成長を細かく調査したり、建物内のガス漏れを発見させたりすることもできると期待する。

関連リンク

The first wireless flying robotic insect takes off

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