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スネークボットはスネークロボットとも呼ばれ、ヘビに似たバイオモルフィック ロボットです。スネークボットは、特定の種類のソフトロボットと同様の用途があります。[1]
スネークボットはサイズやデザインが大きく異なります。断面と長さの比率が小さいため、狭い場所でも移動できます。形状を変えることができるため、さまざまな地形を移動できます。[2]
ヘビ型ロボットは、複数の独立したセグメントを接続して設計されることが多く、これにより冗長性が確保され、一部の部品が損傷した場合でも動作を継続できます。スネークボットは、さまざまな実用的な用途に想定されています。[3] [4]
スネークボットは、スネークアームロボットとは異なり、スネークボットは通常自己完結型であるのに対し、スネークアームロボットは通常、アーム自体から離れた機構を持ち、より大きなシステムに接続されている可能性があります。[引用が必要]
アプリケーション
ヘビの移動を模倣することで、スネークボットは従来のロボットや人間の労働者が安全に達成するのが困難または不可能であると思われるさまざまな業界のタスクに使用できます。[5]スネークボットは次のような用途で検討されています。
- 捜索救助： 2017年9月のメキシコシティ地震の後、捜索救助のためにスネークボットが配備されました。[6]
- 検査とメンテナンス：これらのロボットは、チューブ、パイプライン、橋梁、その他のインフラストラクチャ要素など、アクセスが困難な領域の検査にも使用できます。[6]
- 医療用途:医療技術の分野では、内視鏡や低侵襲手術用に小型版のスネークボットが開発されている。[7]一例として、カーネギーメロン大学で開発された医療用スネークボットは、人間の胸腔内の臓器の周りを移動することができる。[8]
- 軍事と監視: 静かで機敏な動きのため、スネークボットは軍事や防衛の現場での偵察や監視の任務に利用されることが検討されています。[引用が必要]
- 宇宙探査：宇宙機関は、火星や月の岩だらけで凹凸のある表面、急峻なクレーターを含む[9] [10]などの地球外の地形を移動するためにスネークボットの使用を検討しています。 [11]凹凸のある地面で動けなくなる可能性のある従来のローバーとは異なり、スネークボットは困難な地形に適応し、岩の上を滑ったり、割れ目に潜り込んで、通常はアクセスできない場所でデータを収集することができます。一例として、土星の衛星エンケラドゥスの表面と海を探査するために設計されたExobiology Extant Life Surveyorがあります。 [12]
移動
従来のスネークボットは、実際のヘビと同様に、体の形を変えて移動します。車輪やトレッドを使って移動する多くのバリエーションが作られています。実際のヘビの移動を正確に近似するスネークボットはまだありません。しかし、研究者は自然界には存在しない新しい移動方法を生み出しました。[要出典]
スネークボットの研究では、歩行とは周期的な移動/動作モードを指します。横方向への移動や横方向の波動は、どちらも歩行の例です。スネークボットの歩行は、ロボットの形状の周期的な変化を調査することによって設計されることが多いです。たとえば、イモムシは、正弦波に合わせて体の形状を変化させて移動します。同様に、スネークボットは、さまざまな周期関数に合わせて形状を適応させることで移動できます。[13]
サイドワインダーガラガラヘビは、傾斜した砂の降伏力の減少に合わせて砂と接触する体の部分を増やすことで砂の斜面を登ることができ、滑ることなく可能な限り最大の砂の斜面を登ることができます。[14]サイドワインダーガラガラヘビは、この登りを再現できます。[14]
現在の研究
スネークボットは現在、 NASAエイムズ研究センターのエンジニアによって新しいタイプのロボット惑星間探査 機として研究されています。スネークボット用のソフトウェアもNASAによって開発されており、障害物をよじ登るスキルを体験して技術を記憶することで学習することができます。[15]
カーネギーメロン大学のバイオロボティクス研究所では、捜索救助用のヘビ型ロボットも開発されている。[16]
参照
参考文献
- ^ Seeja, G.; Arockia Selvakumar Arockia, Doss; Berlin Hency, V. (2022年9月8日). 「スネークロボットの移動に関する調査」. IEEE Access . 10 : 112109–112110. Bibcode :2022IEEEA..10k2100S. doi : 10.1109/ACCESS.2022.3215162 .
- ^ Liu, Jindong; Tong , Yuchuang; Liu, Jinguo (2021年4月18日). 「制約環境におけるヘビ型ロボットのレビュー」.ロボティクスと自律システム. 141. ISSN 0921-8890 – Elsevier経由.
- ^ Transeth, Aksel Andreas; Pettersen, Kristin Ytterstad (2006 年 12 月)。「スネーク ロボットのモデリングと移動の開発」。2006年 9 回国際制御、自動化、ロボット工学、視覚会議。pp. 1–8。doi : 10.1109 / ICARCV.2006.345142。ISBN 978-1-4244-0341-7. S2CID 2337372。
- ^ リリエベック、P.;ペッターセン, ケンタッキー州;スタヴダール、Ø。 JT グラヴダール (2013)。ヘビ ロボット - モデリング、メカトロニクス、および制御。産業用制御の進歩。スプリンガー。土井：10.1007/978-1-4471-2996-7。ISBN 978-1-4471-2995-0。
- ^ 「機械式ヘビの設計と動作計画」(PDF) . ykoren.engin.umich.edu .
- ^ ab 「カーネギーメロン大学のスネークロボットがメキシコ地震の生存者の捜索に使用」www.cmu.edu 2017年9月27日2024年11月18日閲覧。
- ^ Solberg, Eirik (2012年9月20日). 「CMUのバイオロボティクス研究所が生物にヒントを得たスネークボットを開発」
- ^ 「医療用スネークロボット」medrobotics.ri.cmu.edu . 2024年10月23日閲覧。
- ^ 「JPLの蛇のようなEELSがロボット工学の新しい領域に進出」NASAジェット推進研究所（JPL）2024年11月10日閲覧。
- ^ マクドナルド、ボブ（2023年5月12日）。「NASAのエンジニアは、土星の氷の衛星エンケラドゥスを探査するためにロボットヘビを送ることを望んでいる」カナダ放送協会。 2024年11月9日閲覧。
- ^ 「月に『ヘビ』がいる？これらのヘルパーはまもなく月探査ミッションに参加する可能性があります」。サイエンス。2024年12月10日。 2024年12月10日閲覧。
- ^ 「EELSはロボット探査の未来をどのように変えるか」惑星協会。 2024年12月10日閲覧。
- ^ 「Snakebot」www.cs.rochester.edu . 2024年10月16日閲覧。
- ^ ab Marvi, Hamidreza (2014-10-10). 「最小限の滑りで横滑り: 砂地の斜面をスネークとロボットが登頂」. Science . 346 (6206): 224–229. arXiv : 1410.2945 . Bibcode :2014Sci...346..224M. doi :10.1126/science.1255718. PMID 25301625. S2CID 23364137. 2016-05-04閲覧。
- ^ 「JPLの蛇のようなEELSがロボット工学の新しい領域に進出」NASAジェット推進研究所（JPL）2024年5月7日閲覧。
- ^ 「SnakeBots - カーネギーメロン大学」www.cmu.edu . 2024年2月2日閲覧。
外部リンク
- ROBOTNOR - NTNU および SINTEF のノルウェー先端ロボット工学センター
- SINTEFのウェブページ
- カーネギーメロン大学のヘビ型ロボット
- モジュラーヘビ型ロボット
- ミシガン大学の OmniTread サーペンタインロボット
- 仕組み スネークボット
- ギャビン・ミラー博士のロボットヘビ
- サーペントロニックロボットヘビプロジェクト
- カーネギーメロン大学の驚異的なロボットヘビが本物の木に登る
- 人工知能の次の「新境地」
- スニール スイミング ヘビ ロボット