障害物を乗り越えるホッピング型ロボット

1フィートほどしかない、Saltoロボットは スターウォーズのEmpire Walkerを拡小化したロボットのように見えます。しかし、その「小さな体格」にだまされてはいけません。この小さなロボットは、約3倍の高さまで連続的に飛び跳ねることができます。

この小型ロボットsaltoは2016年に発表されました。当初は、片足を伸ばした状態で立った時の高さが約30cmで、1回ジャンプした時の高さは最高1mでした。3次元環境での安定性はまだ確率しておらず、たった2回連続のジャンプをするだけでした。

今回、更新された最新版Saltoは、1.2 mの高さからスタートできるマルチホップジャンプ(ジャンプの回数は100回も)を実現しています。リモコンの制御下でキャンパス内や道を歩くことだってできます。

この小型ロボットを開発したFearingの研究室は、滑らかすぎたり粗すぎたりする面倒な表面を安全に這うことができる昆虫にヒントを得たロボットを作ることで知られています。Saltoの設計では、代わりにホッピングによって場所から場所へ移動するロボットを作成したいと考えていたそう。

Saltoの一つしかない強力な脚は、セネガルのガラゴの赤ちゃんを模したものです。樹木に住む小さな霊長類の筋肉と腱はエネルギーを蓄え、数秒で複数のジャンプをつなぎ合わせることができます。Saltoは一連の素早いジャンプをリンクさせることで、ジャンプや飛行なしには渡れないかもしれない複雑な地形——瓦礫の山のようなもの——をナビゲートすることができ、さらに人間が物理的に立てない表面に一時的に着陸することもできます。

また、最新版Saltoでは、新しい技術を搭載し、自分の体を「感じる」ことができるように設計しています。モーション・キャプチャーのカメラが正確な角度と位置を追跡し、そのデータをコンピューターに送り返し、コンピューターは数を素早く計算してSaltoに次の飛躍のためにどのように自分自身を傾けるかを指示を出します。自分自身の感覚と自分自身の動きを知覚できるようになったため、無線コントローラーを使ってどこに行くべきかを指示し操作することもできます。

このSaltoの機能を実装するために使用される数学モデルは、他の種類のロボットの動作制御にも一般化することができるそう。

Fearingは、今後もホッピングロボットの可能性を探り続けることを望んでおり、将来的には、障害物の経路を横断したり、移動目標を追跡したりするなど、災害地での援助などより複雑なタスクに使用できるかもしれません。

【発表論文】Drift-free Roll and Pitch Estimation for High-acceleration Hopping