爆発で大ジャンプする小型ロボット
チームは、ロボットの脚を動かすために、シンプルかつ小型の内燃機関(エンジン)を組み込んでいます。
メカニズムは次の通りです。
関節の燃焼室では、メタンと酸素が注入され、その後点火。
爆発が生じて0.5秒以内に柔らかい素材でできた上部が上向きに膨らみ、9.5Nの力を生み出すのです。
その後は水と二酸化炭素が排出されます。
最大の課題は、燃焼アクチュエータ(エネルギーを機械的な動きに変換する装置)が爆発に耐えることでした。
研究チームはこの課題に対して、燃焼量を抑えたり、難燃性の素材(難燃性エラストマー)を用いたりすることで対応しています。
その結果、激しく動作するにも関わらず、75万サイクル(50Hzで8.5時間)以上の連続動作が可能になりました。
新しく開発されたロボットは、体長29mm、重さ1.6gの昆虫サイズです。
しかし、59cmの高さまでジャンプし、自重の22倍のおもりを背負って歩くことができます。
シェパード氏は、「昆虫レベルに近いパフォーマンスで、非常に高く、そして素早くジャンプし、大きな荷物を運ぶことができる」とコメントしています。
小型ロボットに高い跳躍力を持たせるのは簡単ではありませんが、爆発というシンプルな方法こそが、その鍵だったのです。
研究チームは、次のステップとして、アクチュエータの速度を小さくすることを考えており、これによって動作の幅を広げていく予定です。