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あなたは最も過酷で最も耐久性のあるロボットがターミネーターのようなある種の超硬質の、金属合金の骨格であると考えることを許されるかもしれません、しかし時々柔らかくて柔軟な道は進むべき道です。
今週、スイスのÉcolePolytechniqueFédéralede Lausanne（EPFL）のエンジニアが、本当にすっきりとした、柔軟なクワッドローターをドローンにするための彼らの努力の結果をジャーナルに発表しました。 科学ロボティクス.
現在開発中のマイクロロボットの数が増えているように、これらの無人機は折り紙の軽量折りたたみ式アーキテクチャからデザイン要素のいくつかを借りています。しかし、研究者たちは言う 逆に、 1つの重要な違いがあります。デザインは、ダメージを吸収するのに十分な柔軟性を持ちながら、空気力学的な状態を保つのに十分な剛性を持ち、昆虫の羽の素材特性に影響を受けた新しいコンポジットです。
「ほとんどの折り紙構造は、硬質ラミネート材料と硬質接合部（すなわち、ポリイミドまたはナイロン製の伸展不可能な接合部）でできており、これが限界につながります」と、スイスのエコールポリテクニックフェデラルドローザンヌ（EPFL）のポスドク研究員Stefano Mintchevは述べています。 。 「硬い折り紙は壊れやすく、裂ける傾向があり、衝突時に過負荷になると簡単に失敗します。」
折り紙風のマイクロロボットを独自に開発した、ハーバード大学の訓練を受けていない機械エンジニア、Zhi Ern Teoh氏は、 逆 彼はローザンヌチームの仕事に感銘を受けました。
「主翼スパーは完全に硬いため、障害物にぶつかると翼が壊れる可能性があります」とTeoh氏は説明します。 「硬直から軟への転換が起こる限界である「限界力」を調整することに関して彼らがしたことは、私は衝撃に耐える必要がある構造のためのかなりの鍵だと思います。」
スイスのグループのイノベーションの中核を成すのは、伸縮性のある伸縮性のあるレイヤーです。まるでゴムバンドのようなもので、必死に形に戻りたいと思っています。次いでこの層を包囲しそしてより硬質のセグメント化された外骨格に接着させる。それはあなたがそれらの中のひもを緩めるときに垂れ下がって倒れるそれらの押し上げ木製の人形劇の1つに似ています。衝突すると、無人機はその伸縮した伸縮性を持ってその分割された関節で曲がる。それから、それは飛行を続ける準備ができている形に跳ね返ります。
もちろん、構造も柔軟すぎることはできません。その微妙なバランスが、EPFLチームの材料工学の専門知識が集まるところです。
「限界力が低すぎると、クアドコプターは離陸できないでしょうね」とテオーは言います。フルスラストをオンにした瞬間から、スラストは構造を崩壊させます。」
あなたはたくさんのことが起こっていると想像することができます：プロペラは互いに衝突することができました。彼らは基本的に無人機を引くことと四分割すること、別々の方向に翼を引くことができました。率直に言って、それは混乱でしょう。 Mintchevによると、正しい引っ張り強度、すなわち曲げが望ましいであろう閾値を見つけることは、昆虫の羽の同様の特徴を研究することに取った。
「折りたたみ式構造の剛性と柔らかさを戦略的に調整するという課題は、昆虫によって克服されています」とMintchevは言います。 「進化した折り紙の羽は、柔らかいレシリンのジョイントでつながった硬いタイルのキューティクルで構成されています。」
Mintchevとそのグループは、この設計のための他のアプリケーションも見ています。それには、すでにプロトタイプを構築した、より柔軟なグリップ機構も含まれます。
このデザインの利点のいくつかには、持ち込もうとしている壊れやすいものを壊す可能性が低いグリップや、容量を超えて何かを持ち上げることが不可能なグリップ（後で落とす危険性がある場合のみ）が含まれます。
EPFLのIntelligent Systems研究所のディレクターであり、新しい論文の共同執筆者であるDario Floreanoは、次のように述べています。「ロボット工学における現在の傾向は、より柔らかいロボットを作ることです」 」
優しいということは、それ自身の方法では強さのしるしです - ターミネーターのハードロボットが注意すべきことです。