MIT、5つの基本パーツを組み合わせて「歩く」モーターを開発――タンパク質を構成するアミノ酸がヒント

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Photo by Will Langford

米マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームは、小型の「歩くモーター」を開発し、前後に歩いたり、ギアを回したりするロボットを作製した。これらのロボットは、コイル、磁石、フレームパーツなど、わずか5種類の部品から作られ、LEGOブロックのように分解や再組み立てが可能だ。将来的には、部品自体が目的に応じて自己組み立てすることを目指している。研究成果は、2019年7月1日~5日にフィンランドのヘルシンキで開催された「小規模での操作、自動化、およびロボット工学に関する国際会議(MARSS)」にて発表された。

人間をはじめとする生物のタンパク質はたった20種類のアミノ酸の組み合わせからできている。Neil Gershenfeld教授はこの事実に触発されて、20種類のパーツキットを用意すれば、あらゆる技術製品を作り出すことができるのではないか、という大胆な発想で、サブユニットを組み合わせた再構成可能なロボットやシステムの開発を進めてきた。

今回開発したモーターは、ミリメートルサイズのコイル、磁石、フレーム用の剛性部品や弾性部品など、5種類のパーツで構成されている。パーツを格子状に組んだモーターが歩くさまは、筋肉を動かす分子モーターを彷彿とさせる。研究チームは、机上を前後に移動したり、ギアを回したりと多彩な動きを表現させたが、いずれも基本パーツは変わらない。

LEGOブロックの様にパーツの取り外しや組み替えが可能で、研究チームはこれらを「digital materials(デジタル材料)」と呼んでいる。作成したロボットの用途が変わっても、一から部品を設計したり製造したりする必要がなく、部品の転用が可能だ。ナノサイズからメートルサイズまで、パーツの拡大縮小で対応できる。

研究チームの夢は、再構成可能なロボットに留まらない。部品の標準化により単純で規則性のある構成が可能になるため、比較的簡単に自動組み立てができる。実際に、3Dプリンターとロボットアームを組み合わせたような機械を作り、設計データからロボットの組み立てを自動で行うシステムを試作している。最終目標は「部品を使って自分自身を組み立てられるロボット」だという。

「この研究は構造、動作、制御の集積化についての我々の考えを変える。これらアクティブ構造を設計、組み立て、再利用するという新しい道への扉を開き、顧客に対して革新的で新しいソリューションを提供できるようになるだろう」と、ロボット業界も期待を寄せている。

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Tiny motor can “walk” to carry out tasks

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