背骨を持つマウスロボットNeRmoを紹介します

ボストン ダイナミクスの Spot や Cheetah のような 4 本足ロボットの機敏さは、ほとんどすべて、巧みな足さばきによるものです。見た目は哺乳類のロボットとほとんど同じように動きますが、解剖学的なインスピレーションは主に脚に由来しています。しかし生物学では、四足動物の動き、柔軟性、複雑な運動機能は、ほぼすべて脊椎に由来しています。ロボットでその複雑な脊椎の積み重ねシステムを再現するのは、脚よりもはるかに困難ですが、人工脊椎をそのような設計に組み込むことができれば、エンジニアは精密な操縦性を実現するまったく新しい道を切り開くことができます。

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現在、研究チームが開発した、非常に不思議な齧歯類にヒントを得たロボットのおかげで、エンジニアたちは脊椎中心の四足ロボットの実現に数歩近づいたと報じられている。水曜日のScience Robotics誌の記事で、ドイツと中国の協力者が、環境内を動き回るために新しいモーター腱構造を採用した、生体模倣の四足ロボット NeRmo を発表した。

外見に関して言えば、NeRmo はマウスの骨格を真似している。ただし、耳はかわいいが、おそらく不要だろう。ロボットの堅い前半分には電子システムが収められており、後半部分は 4 つの腰関節と横関節を備え、実際の柔軟な脊椎とほぼ同じ機能を果たす。人工腱が脊椎とロボットの肘関節と膝関節に通されており、NeRmo はよりマウスのような動きが可能で、旋回時間も速い。

ミュンヘン工科大学、ニュルンベルク工科大学、中国の中山大学の協力者によると、NeRmo の腱滑車システムは、いかなる筋肉組織も必要とせず、横方向および矢状面、つまり左右および上下方向のスムーズな屈曲機能を可能にするという。

新しいデザインをテストするために、チームは NeRmo を 4 つの実験にかけ、静的バランス、直線歩行、機敏な方向転換、迷路ナビゲーションを実証しました。各実験には 2 ラウンドが含まれており、1 ラウンドは脊椎システムを使用した状態で、もう 1 ラウンドは脊椎システムを使用せずに行いました。全体的に、NeRmo は脊椎を動作に組み込むことで、タスクをより良く、より速く、より正確に実行しました。

しかし、迷路のナビゲーションは NeRmo の真価が発揮された瞬間でした。脊柱を補助することで、このマウス型ロボットは脊柱を補助せずによちよちと歩くよりも平均 30 パーセント速く迷路を通り抜けることができました。
まだ初期段階ではあるものの、研究者たちは、将来の四足ロボットに脊椎システムをさらに設計し統合することで、その機能性を大幅に向上できると考えています。NeRmo が十分な証拠ではないとしたら、こう考えてみてください。MIT の Cheetah は、矢状面で脊椎の屈曲を模倣する 1 つの作動関節だけで、毎秒 13 フィートで疾走できます。一方、NeRmo には 8 つの関節があります。