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マイクロメカニカルフライングインセクト（MFI）は、金属製の本体、2枚の翼、および制御システムで構成される小型の無人航空機（UAV ）です。1998年に発表され、現在カリフォルニア大学バークレー校で研究されています。[ 1 ] MFIは、サイズと機能が異なるUAVのグループに属しています。MFIは、特定の状況において実用的なアプローチであることが証明されています。米国海軍研究局と国防高等研究計画局がこのプロジェクトに資金を提供しています。ペンタゴンは、軍事作戦においてロボットを秘密裏に「壁のハエ」として使用することを望んでいます。 [ 2 ] [ 3 ]その他の将来的な用途には、宇宙探査や捜索救助などがあります。[ 4 ]
さまざまな運用を行う無人航空機（UAV）が存在します。MFIは、米国軍にとって潜在的に有用である可能性があります。現在、この分野には、戦場情報の収集やミサイルのデコイなどの任務を遂行するさまざまなUAVが存在します。戦場情報の収集に関して、軍はさまざまな任務を遂行するために多くのドローンを使用しています。[ 5 ]米軍は、事実上探知されずに多くの任務を遂行できる、よりステルス性の高いUAVへのアップグレードを絶えず進めています。軍用グレードのUAVに必須の資格には、次のものが含まれます。
これらは、MFIが軍にとって魅力的な理由となり得る可能性を示している。MFIは、大型UAVの機能を小型で探知されにくい装置に凝縮している。また、既存のUAVに比べてサイズと騒音レベルを低減している。しかし、これらの機能をMFIに「凝縮」する過程で、柔軟な機体構造と、それらを制御する自律型コンピュータを備えた一対の翼をいかに構築するかという課題が生じる。
MFIの初期プロトタイプは重量が100ミリグラム、翼幅が2センチメートルでした。ステンレス鋼の梁とポリマー製のフレキシブルジョイントで構成されていました。そのため、重量対揚力比が飛行の実現に問題が生じました。そこで、梁とジョイントをより軽量で性能の良い材料に変更しました。梁はステンレス鋼からハニカムカーボンファイバー梁に変更され、ジョイントはシリコンに変更され、一般的なマイクロメカニカル構造を模倣しました。これらの原材料の製造コストは約10セントでした。[ 6 ]
MFIの全体的な機能は、安定した特定の飛行パターンを維持するために互いに連携して動作する、より小さなコンポーネントに分割されています。これらのコンポーネントは次のとおりです。
これらのユニットは連携して、「前進飛行」などの特定のタスクを入力として受け取り、タスクを実行するための調整された出力を生成するために、信号が両翼に送信されます。これは、操作の流れをより詳細に見たものです。最初の視覚システムは、物体と自身の間の変位を計算することによって、3 次元空間での位置を分析します。次に、飛行する物体が「物体を探す」または「探索する」などのタスクを実行するように選択されます。他の UAV とは異なり、MFI はリモコンで制御するには小さすぎるため、自律的なコンピュータ システムを備えている必要があり、自己維持できなければなりません。アクションが選択されると、信号は慣性システムに送られ、アクションに関して特定の機能を翼に分配します。その後、翼は多数のセンサーを使用して、アクションを実行するために最も正確な翼推力を提供します。[ 7 ]
MFIの開発中にこのシステムに関する問題が発生し、さらなる研究が必要となった。最初の問題は、計算対象となる視覚データの初期入力である。「目」を通して取得されるデータにはかなりのノイズが含まれており、これをシステムを通して翼に渡すと不正確な出力が生成され、初期動作が正しく行われない。[ 7 ]
もう一つの問題は、MFIの「ホバリング」方式です。基本的に、MFIは3次元空間で平衡状態を保ちながら、所望の高度を維持する翼推力を発生させる必要があります。この概念の問題点は、ハエの飛行パターンに関する研究が不十分であること、さらにそのようなパターンを実行するアルゴリズムを作成することです。[ 7 ]
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