ロボットはしばしば生命を模倣します。人間や動物を模倣するロボットには馴染みがありますが、脚を持つ身体という制約を超えた生命は、有用な機械を生み出す可能性を秘めています。カリフォルニア大学サンタバーバラ校とスタンフォード大学の研究者たちは、瓦礫の中を進んで地震で閉じ込められた生存者に空気を送り込むといった危険な作業を実行できる、長い触手を持つ機械を開発しました。
サイエンス・ロボティクス誌に掲載された新たな研究で、エリオット・W・ホークス、ローラ・H・ブルーメンシャイン、ジョセフ・D・グリア、アリソン・M・オカムラの研究者らは、まるで生き物のように宇宙を移動するロボットを実証した。しかし、このロボットは、静止した一本の足から伸びる、成長が早く、役に立つ機械植物と考えるのがおそらく最適だろう。このロボットのデザインは、明らかに植物から着想を得ている。
「何か月もかけて、イングリッシュ・アイビーが本棚の隅で日光を求めて成長していくのを眺めていたのを覚えています。そして、ゆっくりとしたペースで、どこかへ向かっているのだと思っていました」とホークさんは言う。
このロボットが移動できる場所の一つは「上」だ。ポリエチレン（レジ袋と同じ素材）製のボディを持つこのロボットは、バッテリー駆動のエアマットレスポンプによって膨張する。ボディに内蔵されたフレキシブルアンテナによって、ロボットは上空に向かって丸まり、即席のラジオ放送を瞬時に実現する。
11インチ（約25cm）の筐体から、ロボットは最大236フィート（約70m）、つまり25,000%まで伸長します。ドアの下をくぐったり、角を曲がって目的地に到着したりします。十分な圧力があれば、隙間をすり抜けたり、パイプを回り込んだり、バルブを引き下げたりすることも可能です。これは、ガス漏れ事故の際に人命を救い、救助隊員を危険から守るのに役立つ可能性があります。
先端にカメラを搭載したこのソフトロボットは、植物のように光を求めて光に向かい、上部または下部のチャンバーをさらに膨らませることで、伸びる体に曲がりを生み出します。カメラはロボットの先端から突き出ており、ケーブルはロボットの全長の中心を貫通しています。体が伸びるにつれて、カメラも一緒に引っ張られ、ケーブルの一部が巻き出されます。ロボットが先端から運ぶ荷物は、ロボットの先端に取り付けられており、ロボットが完全に展開すると現れます。
搭載物はアンテナ、センサー、あるいは小型の手術器具などになるかもしれない。ホーク氏によると、彼のチームはロボットを直径10分の1インチ未満まで小型化し、静脈内でカテーテルのように展開し、小さな刃を使って脳手術を補助できる機械の開発を目指しているという。
より伝統的な救助活動においては、このソフトロボットはハエ取り紙、濃い液体、露出した釘、氷の張った地面、狭い隙間をすり抜けて成長し、閉じ込められた人に空気を送り込んだり、到達困難な火災に水を噴射したりするための容器として機能します。また、その薄い素材にもかかわらず、体は丸まって成長し、最大150ポンド（約66kg）の重量を持ち上げることができるため、瓦礫に足を挟んで救出することも可能です。ロボットの先端が成長しても本体は所定の位置に留まるため、操縦ツールとしてだけでなく、信頼性の高い移動経路としても機能します。
「成長によって環境をナビゲートすることには、2つの興味深い利点があります。まず、成長する物体は、物体と環境の間に相対的な動きがないため、非常に困難で制約のある環境を通過できます」とホーク氏は言います。「次に、先端が経路に沿って移動すると、構造が形成されます。この構造は、通信、サポート、ペイロードの配送など、様々な用途に使用できます。そのため、小型動物を模した捜索救助ロボットとは異なり、成長するロボットの物体は、閉じ込められた生存者に酸素や水を送る導管として機能する可能性があります。」
ロボットの将来バージョンでは、リップストップナイロンやケブラーといったより頑丈な素材が使用される可能性があります。また、ホーク氏によると、手術への応用については、近い将来、生体内での試験を試みたいとチームは考えています。ソフトロボティクスは、より有名な剛体のような認識力はないかもしれませんが、模倣する植物や動物のように、人間の形をした有機的な世界にうまく適合します。
「ソフトロボティクスは、単に何か違うことをするためだけにマシュマロロボットを作ることではないと私は考えています」とホーク氏は言う。「むしろ、ロボットシステムにコンプライアンスが加えられたときの根本的なトレードオフ、つまり、従来の剛性ロボットの精度と再現性を、ソフトロボットの適応性と人間に対する安全性と交換することです。」
実際に動作する様子を以下でご覧ください。
