「ロボットの群れ」が将来、火星に人間のための地下シェルターを建設するかもしれない

まるでSFの世界の話のようだ。あるヨーロッパのチームが提案した火星外建設では、自律型で協調性のあるロボットの群れが火星の地下にアリのようなコロニーを掘り、強化し、人類が居住できるようにするという。

欧州宇宙機関は最近、ロボットの群れがそのような構造物を建設する方法を研究するため、オランダのデルフト工科大学のロボット建築研究室のエンジニアチームに助成金を交付した。今月、研究室の創設者であり現在のリーダーであるエンジニアのヘンリエッタ・ビアは、チームの構想の予備的な詳細をいくつか投稿した。それは、ゼブロのロボットを使って、火星の3Dプリントコンクリートで強化された地下住宅ネットワークを赤い惑星に掘削するというものだ。

このプロジェクトはまだ構想段階だが、地球上でそれを可能にする技術が開発されつつあると、デルフトチームには関わっていないがアリゾナ大学で地球外技術を専門とするロボット工学研究者のジェカン・タンガ氏は言う。しかし、「地球外でそれを実行するのは別の課題だ」と彼は言う。

火星には、そこに住もうとする将来の人類探検家にとって多くの危険がある。高レベルの電離放射線から昼夜の急激な気温変化まで、長期居住者が快適に暮らすには頑丈なテント以上のものが必要になる。地下数メートルに住めば、放射線のほとんどが遮断され、より安定した気温が保たれる。

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アマゾンはまだ火星への送料無料サービスを提供していないため、火星で建築資材を入手するのは依然として非常に高価だ。そのため研究者たちは、火星の住居の建設にできるだけ地元産の資材を使用する方法を模索している。

デルフトで開発されたゼブロロボットは、設置面積が紙一枚分しかないが、らせん状に下降しながらトンネルを掘り、掘り進むにつれてコンクリートで壁を強化していく。コンクリートは、すぐに豊富に手に入る資源を活用して、セメントと掘削した塵や岩石を混ぜて現場で作ることができる。一部のロボットは掘削し、他のロボットは自律的に生成された3Dプリント構造物で壁を強化する。

ビア氏のチームは、彼女の学生とデルフト大学の他のロボット工学教授で構成されています。ビア氏によると、彼女とチームは 3D 印刷技術を使用して「多孔質の材料設計を開発してきました」。これにより、建設が迅速化され、材料をより効率的に使用できます。空洞のポケットにより、断熱性も向上します。純粋な最適化に加えて、3D 印刷では、人工知能によって考案された型破りで汎用性の高い設計形状が可能になります。

未知の火星の地形で掘削や建設を行うのは「間違いなく困難」だとビア氏は言う。ロボットは過酷で不整地な地形に適応する必要があるが、人工知能がそれを可能にするだろうと彼女は言う。ロボットの群れは互いに通信し、複数のタスクを同時に実行し、1 台が動作不能になっても機能し続けることができるため有用である。

これはシロアリが協力して働く方法に似ている。「シロアリはチームで働きますが、1匹を殺してもチームは問題なく存続します」とタンガ氏は言う。

このプロジェクトは、より一時的でモジュール式のものを必要とする第一波の火星移住者のためのものではない。これらの地下コロニーにはコンクリートが必要なので、まず最初にやるべきことはコンクリートを生産するためのインフラを構築することであり、できればロボットも増やすことも必要だ。

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タンガ氏によると、NASAや他のグループは、土嚢や氷で作った家など、火星でのさまざまな避難所の可能性を検討してきた。しかし、地下深くに構造物を造れば、より恒久的な選択肢となり、水もほとんど必要としない。水は、乾燥した火星では貴重な資源だ。

ビア氏は、建設業界は一般的に保守的であるため、ロボット工学や、少数のスタートアップ企業が取り組んでいる3Dプリント住宅などの新技術に真剣に投資していないと語る。ビア氏は、わずか数日で安価なコンクリート住宅を建設し、月面での3Dプリント構造物を検討しているICON社を挙げる。2019年には、NASAも3Dプリント居住地コンテストを主催し、チームが地球外生活のための持続可能な住宅設計を競った。

彼女は、地球上でこれらの技術をさらに発展させることが地球外の技術の進歩につながり、その地球外の技術が今度は地球上でのさらなる進歩につながることを期待しています。

群集技術を加えると、こうした進歩がさらに加速する可能性がある。タンガ氏によると、人類は群集社会の論理を何千年も利用してきた。ローマ軍の兵士たちは、四方を盾で覆った亀のような隊形を組んで、組織化されていないが同様に武装した敵を倒すことができた。「そのようにして彼らは無敵になった」とタンガ氏は言う。おそらく、火星のロボット群は、いつか同様の偉業を達成できるかもしれない。