これらの形を変えるロボットは宇宙で素晴らしい家具になるかもしれない

ロボットが、ある瞬間にはテーブルになり、その後ソファに変形できたらどうなるでしょうか。ロボット工学者たちは数十年にわたって再構成可能なデバイスのアイデアを追い求めてきましたが、現在、あるプロジェクトにより、そのような多機能マシンは、宇宙飛行士のツールや宇宙船内のスペースが限られている宇宙で構築するのにも非常に役立つ可能性があることが発見されました。

MITのコンピュータサイエンスおよび人工科学研究所（CSAIL）の科学者たちは、電磁気学を利用して、複雑な形状に組み立てられる立方体型ロボットを作成した。ロボットのスペースブロックについては、2022年の国際ロボット工学およびオートメーション会議で発表される論文で説明されている。

研究チームによると、形を変えるワイヤレスのプロトタイプ「エレクトロボクセル」は、サイズは小さいものの、宇宙探査にかなり大きな応用が期待できるという。マサチューセッツ工科大学の博士課程の学生で、この研究の主執筆者であるマーティン・ニッサー氏は、エレクトロボクセルは映画「ベイマックス」に登場するモジュール式ロボットに一部ヒントを得たと話す。1つの用途を持つロボット1台ではなく、小さなモジュールを組み合わせて、さまざまな機能を持つ複数のタイプの構造物を構築できる。

ロボットは非常に小型であるため、このプロジェクトは地球上よりも宇宙で幅広い用途に応用できる。

「宇宙で物を作るのは地球上で作るよりも難しいと主張する人は多いでしょう。打ち上げられるものに関してさまざまな制約があるからです」とニッサー氏は言う。「軌道に送りたいものはすべてロケットのフェアリングの範囲内に収まらなければなりません。質量と容積の面で本当に制限があるのです。」

たとえば、国際宇宙ステーションの居住区は非常に狭いため、宇宙飛行士用の家具でさえ、まるでテトリスのゲームのように、コンパクトで最適な配置にする必要があります。

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軌道上に物体を建設することは、その価値よりも面倒（そして費用）が多い可能性があるが、宇宙探査を進めるために技術を小型化しようという大きな動きがある。2000 年代初頭のキューブサットの登場に一部刺激されて、今日の小型化のトレンドは、宇宙飛行士の行動範囲を広げるのに役立つ可能性があるだけでなく、ロケットの積載物のコストも削減できる可能性がある。

「ロケットで何かを宇宙に打ち上げるのは、非常に費用がかかります」と、この研究には関わっていないカーネギーメロン大学ロボット工学研究所の助教授、ザカリー・マンチェスター氏は言う。（NASAによると、1ポンドの積荷を軌道に乗せるには約1万ドルかかる。）「物を小さくしてロケットに詰め込めば、あらゆるものの放出コストが安くなります。」

ElectroVoxels は、安価で簡単に構築できるソリューションを提供します。3D プリントされたフレームの電磁ライニングにより、キューブはシームレスに引き付けたり、反発したり、さらには自らをオフにしたりすることができます。キューブ 1 個の作成には 1 時間強かかり、コストはわずか 60 セントです。

各ブロックの内部では、3D プリントされた回路基板と電子機器が連携して電流を送り、ブロックの動きを制御します。これは、トランスフォーマーシリーズのオートボットが小さな部品を動かして、より大きな新しい形状を作り出すのとよく似ています。しかし、これらのキューブを動かすには、Nisser 氏と彼のチームは、ユーザーがキューブを操作して適切な形状にできるソフトウェアを設計する必要がありました。このシミュレーションでは、ユーザーは一度に最大 1,000 個の ElectroVoxel を制御したり、一連の定義済み動作から選択して再構成したりできます。

マンチェスター氏は、このプロジェクトのアプローチは、自律ネットワークやマルチエージェント ロボット システムに依存した多くの類似のアイデアとは異なると語る。これらのシステムでは、大規模ネットワーク内の各ボットが個別にインテリジェントである。しかし、これらの ElectroVoxel は AI を搭載していないため、ユーザーはコンピューターが実現できる範囲を超えた形状を自由に作成できる。

「全体は部分の総和よりも大きい。たくさんの小さな宇宙船や小さなロボットシステムを組み合わせれば、クールなことを共同で実現できる」とマンチェスター氏は説明する。

欠点もあるとマンチェスター氏は指摘する。無重力環境以外では、キューブは機能しないのだ。エレクトロボクセルは、微小重力をシミュレートできる放物線飛行ですでにテストされているが、地球に戻って動き回るのに十分な力を集めるのは難しいだろうとマンチェスター氏は言う。

ニッサー氏とチームは、最終的には地球の重力に逆らって動けるほどの強度を持つキューブを作りたいと考えている。そうすれば、ロボットは宇宙空間での厳しい生活環境を緩和し、人間は地上で大規模かつ再構成可能な活動を展開できるようになる。

「これを地球上で展開し、試すという長期的な展望に、私は本当に興奮しています」とニッサー氏は言う。