10円玉とほぼ同じ大きさ!ハーバード大が開発した重さ0.1g弱のドローン「RoboBee」

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ハーバード大学の工学・応用化学科のチームが開発した「RoboBee」はロボットの概念を覆すような超小型ドローンです。生物の形態を模倣するバイオミメティクス(生物模倣技術)という分野の研究が盛んですが、同チームは10年以上前からハエの動作に着目し、その動きを模倣するロボットの開発に注力してきました。

 

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10円玉程度の大きさのドローン

公開されたドローンは透明の羽根を持ち、毎秒120回羽ばたきます。大きさは直径が約24mmで10円玉と同じくらい。翼長は30mmで、Scienceに発表された論文によると重さは80mg(0.1g弱)とのこと。RoboBeeのフレームは軽量で丈夫な炭素繊維で作られているため、プラスチック製のフレームと比較しても軽くて強度の高いボディを作ることに成功しました。動画では超小型ドローンが飛行している様子を確認することができます。



ハーバードの研究チームは、バイオミメティクスとドローンの小型化の両方を一度に成し遂げたことに大きな意義があるとしています。バイオミメティクスそのものも非常に難しい技術なのですが、ドローンの小型化を進めることも極めて難易度が高い取り組みだからです。

チームはRoboBeeの安定飛行を実現するために、電圧アクチュエータの開発に取り組みました。ロボット工学で使われているパーツの一つとして電磁モーターが挙げられるのですが、ミリメートル以下を制御するには向きません。そのため、チームは電界によって伸縮可能なセラミックス片(電圧アクチュエータ)を活用してドローンの小型化に成功しました。

 

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いくつかの課題も噴出

動画を見ると確認できますが、現状ではドローンは有線で外部電源に繋がれていることが確認できます。80mgの超軽量なボディを維持するためには電池を搭載することが難しかったのでしょう。しかし今後、本格的な実用化に取り組んでいくためには、バッテリー確保は有線ではなく、本体の電池から賄う必要があります。その際に、電池の軽量化はもちろんですが、小さな電池で十分な飛行時間を確保することも大きな課題となってくるでしょう。

 

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また、姿勢や方向を制御する技術も必要だとしています。ハエのような激しい羽ばたきを模倣しているため、姿勢や方向を制御する技術も更なる進化が必要で、今後は人工知能を活用し、効率的に飛行が出来る頭脳を開発したいとしています。

将来的には、RoboBeeは作物の受粉の促進に活用したり、超小型のカメラを搭載して被災現場の捜索救助や環境モニタリングなどに利用される予定です。

 

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