月に到達したら、危険な任務をこなすロボットが大量に必要になるだろう。そこでマサチューセッツ工科大学のチームが解決策を提案している。再構成可能な多数の部品から作られた、車輪のないモジュール式歩行ロボットだ。
ウォーキングオリゴマー（ギリシャ語で「いくつかの部品」）ロボットモビリティシステム、略してWORMSは、ミミズのように関節運動するように設計されたロボットの手足である「ワーム」自体、LIDARマッピングなど、システムにさまざまな機能を提供する「種」モジュール、およびさまざまなタイプの月面レゴリスに対応する特殊な足など、ユニットがさまざまな環境に対処できるようにするアクセサリの3つのカテゴリで構成されています。
WORMSは月面、火星、あるいはそれ以上の場所でロボットの保管スペースを最小限に抑えることができると、プロジェクトのリーダーでMIT航空宇宙学科の博士課程の講師でもあるジョージ・ロードス氏は述べた。ロードス氏によれば、WORMSは使用を待つ間、IKEAのフラットパック家具のように、コンパクトで快適なスペースに保管できるという。
「宇宙飛行士は小屋に入り、必要なワーム、適切な靴、ボディ、センサー、ツールを選び、すべてを組み立て、分解して新しいものを作ることができます。この設計は柔軟性があり、持続可能で、費用対効果も優れています」とロードス氏は述べた。
自然からヒントを得る
ロードス氏と彼のチームは、2022年にNASAの「ブレークスルー、イノベーション、そしてゲームチェンジング（BIG）」アイデアチャレンジの一環としてWORMSを初めて構想しました。昨年のイベントのテーマは、様々な過酷な地形環境で移動可能な車輪のないロボットの設計であり、ロードス氏のチームはファイナリストに選出され、最優秀技術論文賞を受賞しました。
WORMS チームは最近、IEEE の年次航空宇宙会議で WORMS に関する研究を発表し、再び最優秀論文賞を受賞しました。
コンセプト段階において、ロードス氏のチームは4種類の動物からヒントを得ました。クモ、ヤギなどの登山動物、牛、そしてゾウです。これら4つのカテゴリーはそれぞれ異なる構成と特殊な用途を持ち、基本的なパーツセットから迅速に組み立てることができました。
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例えば、「スパイダー」は主に溶岩洞や地下環境を調査するためのセンサーアームで構成され、地上のロボットに電力供給するために接続されます。登山用のWORMSには、岩に固定して接続したまま降下できる脚が装備される可能性があり、同様に、重い荷物を坂道に運ぶ牛の頂上アンカーとしても機能します。「象」は、互いに接続して支え合いながら、起伏の多い地形で重い荷物を運ぶように設計されています。
WORMS を使用して構築される可能性のある他の「種」としては、移動ロボットの中継地点として機能するバッテリー充電器、人間または損傷した機器の一部を運ぶことができる救助ロボット、サンプルを採取したり地面に穴を開けて固定するためのドリル アームを備えたロボットなどが考えられます。
進化は急速ではない
モジュール式の歩行ロボットの軍隊が月面で大変な作業を行うようになるまでには、ある程度の時間がかかるだろう。ロードス氏と彼のチームは論文の中でそのことを認めている。WORMS システムは、NASA の技術準備レベル (TRL) 4 にすぎない。
TRL 4は、プロジェクトのコンポーネントまたはサブシステムが実験室環境で検証されたことを意味します。論文によると、チームの当面の目標はTRL 6の達成にあるようです。TRL 6は、システム、サブシステム、またはプロトタイプが関連環境（この場合は月面）で実証されたことを意味します。
「このコンセプトの最終目標を反映したシステムアーキテクチャに従って構築され、テクノロジーが搭載されているものの、WORMS-1（チームが構築した6本足のコンセプトロボット）は、最終的には概念実証のプロトタイプです」とMITチームは論文で述べている。
論文には「2026年技術実証ミッション案」が言及されているが、これはロードス氏のチームがTRL 6に到達するまでに3年しか残されていないことを意味する。もし彼らがこの偉業を達成すれば、提案されている2026年ミッションでは、WORMSが月のクレーターの永久影領域を偵察することになる。そのために、1台のWORMSロボットが影領域への降下経路の頂上に待機し、充電ロボットまでケーブルを巻き取り、移動中のWORMSに電力を供給する。
2026年に提案されたPSR WORMSの実証
しかし、そこに到達するには多くの作業が必要です。チームが設計した、様々なWORMSモジュールのアダプターとして機能するユニバーサル・インターフェース・ブロックは、使用されているロック機構がテスト中に既に劣化し始めていたため、再設計が必要です。WORMSのモーター配線方法も再検討が必要です。テスト機の外部で動作させる必要があったため、冷たく埃っぽい宇宙空間ではうまく動作しないからです。
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私たちは MIT チームに WORMS の将来の計画についてさらに詳しく尋ねました。返答があればこの記事を更新します。
月面探査が間近に迫っていることから、さまざまなロボットのコンセプトが提案されている。その中には、欧州宇宙機関のダイダロスやアリゾナ大学の「ブレッドクラム」メッシュネットワークロボットのように、月面全体にケーブルを敷設せずに済むように設計されたものもある。
しかし、これらの設計とWORMSの大きな違いは、モジュール性と適応性です。宇宙打ち上げにおいては1ポンドでも貴重なので、NASAがWORMSを参考にし、他のすべての企業にも同じように迅速に再構成可能な考え方をするよう指示しても不思議ではありません。®
