助成金を得た科学者たちは、誰も不可能だと思っていたこと、おそらくほとんどの人が考えたこともなかったことを成し遂げ、最も高いジャンプができるロボットの世界記録を破った。
自転車の車輪2つを輪ゴムでつないだようなデザインのこのジャンパーは、自身の身長の100倍にあたる30メートル以上まで飛び上がることができ、将来的には月探査への応用も期待できる。
カリフォルニア大学サンタバーバラ校の助教授エリオット・ホークス氏が設計したこの人工ホッパーは、相対的に言えば、既知のあらゆる機械装置よりも性能が優れ、生物の最高のバウンサーに匹敵するという。この論文が今週ネイチャー誌に掲載された。
この発見はジャンプロボットの使用方法を変え、人工的に設計されたジャンプの新たなレベルのパフォーマンスを実証する可能性があると研究者らは主張している。
数十年にわたり、エンジニアたちは生物学を模倣したり、生物学からヒントを得たりしながら、ジャンプマシンを設計してきました。重さわずか30g、体長30cmのこの特殊人工ロボットは、32.9mの高さまでジャンプすることができます。回転モーターによって作業量を倍増させ、特別に選定されたバネとゴムバンドによってシステムにエネルギーを蓄えます。
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「筋肉とモーターだけでは、これらのジャンプに必要な高出力を生み出すことはできません。その代わりに、多くの生物システムや工学システムは、筋肉とモーターを用いてバネのような構造にエネルギーを蓄えます。そして、ラッチ機構を用いてバネのエネルギーを解放し、ジャンプを開始（作動）させます。この筋力増幅方法は、ラッチ媒介バネ作動として知られています」と、カーネギーメロン大学機械工学教授のサラ・バーグブライター氏は付随論文で述べています。
この方法を用いることで、小さな植物を吸汁する昆虫であるカエルムシは、体長の約115倍にあたる高さ70cmまでジャンプすることができます。しかし、今週発表されたこの人工装置は、その大きさに比して、はるかに大きなスケールで同様の偉業を達成しています。
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「ホークス氏らのロボットの驚くべき特徴は、その比較的大きなサイズです。生物界におけるバネ駆動の優れたジャンパーは、通常、質量が数グラム以下に限られますが、質量が大きいジャンパー（人間など）は、バネ駆動ではなく直接的な筋力の恩恵を受けています。しかし、このロボットの質量は30グラムで、その着想の元となったバネ駆動の最大の跳躍生物の10倍以上も重いのです」とベルクブライター氏は指摘します。
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研究者たちは、この輪ゴムと炭素繊維の組み合わせが現実世界だけでなく、それ以外のところでも応用されることを期待している。
「私たちの研究結果は、移動手段としてのジャンプの意味を変え、ジャンプがどのように、どこで使われるかを変える」と研究論文は述べている。
研究者らによると、地球上では、ジャンプするロボットは、これまでは飛行ロボットでしか移動できなかった障害物を乗り越えながら、地面の視覚データを収集することができるようになるという。
「月面では、提示されたジャンパーのジャンプはさらに高くなり、一回のジャンプで半キロメートルを飛び越えながら125メートルの高さに達するだろう」と研究者らは付け加えた。®
