本日Scienceに掲載されたレビューによると、新しいロボットは、機械の各コンポーネントが独自に反応して動作できるため、刺激的な新しい形態と用途を実現できる可能性があるという。
ロボットを構成する素材自体が、より自律的になりつつあります。つまり、外部のコンピューターに頼ることなく、周囲の環境を感知し、計算し、反応するのです。つまり、素材に内蔵されたセンサーを別のコンピューターに配線で接続するのではなく、これらの機能すべてが素材自体に内蔵されるということです。コロラド大学ボルダー校のコンピューターサイエンス助教授であり、本研究の著者でもあるニコラウス・コレル氏によると、それぞれの素材には数百万もの部品があり、それらが局所的な刺激に基づいて独自の動作を計算するという考え方です。そして、部品同士が相互に通信することで、システム全体がまとまりを持つようになります。
小型センサーやArduinoコントローラーといった、かつて最先端だった素材が、今では簡単に手に入るようになったとコーレル氏は言う。「ツールが手に入ることで、参加が促進されます。一般の人でも、興味深いポリマーを購入し、レーザーカッターを使うことができるようになりました。以前は、これほど簡単にはできなかったことです。」コーレル氏はこれを目の当たりにしてきた。彼の工学部1年生たちは、色が変わる携帯電話ケースから、使わない時は折りたためるスケートボードまで、実に素晴らしい作品を生み出してきた。「彼らがこれを実現できれば、博士課程の学生たちは、以前は不可能だったような、より挑戦的なプロジェクトに取り組むことができるようになるかもしれません」と彼は言う。
例えば、温かい食べ物を温めたり、冷たい食べ物を冷やしたりできるテーブルトップを考えてみましょう。「これらの小さな細胞はすべて、加熱または冷却の判断を下します。それらを互いに通信させ、興味のある特定のパターンを実装します」とコーレル氏は言います。論文では、現実というよりSF小説のような応用例も概説されています。雑誌の裏表紙に印刷されたビデオゲーム、風の状態に応じて形状を変える飛行機の翼、イカのようにカモフラージュする乗り物やユニフォーム、触覚を備えた義肢などです。
現時点では、これらの製品の製造は可能ですが、大量生産されていないため、非常に高価です。しかし、状況は急速に変化します。新しい素材は、人々が価値あると考える特定の目的のために開発されることがよくあります。資金は研究開発プロセスに流れ込みます。そして、その素材がより一般的に製造されるようになると、他の用途に転用できるようになります。例えば、炭素繊維でも同じことが起こりました。英国の研究者たちは、その物理的強度を利用して航空機を製造しましたが、その後、炭素繊維はテニスラケットから携帯電話ケースまで、あらゆるものに利用されるようになりました。
この分野を発展させるためには、学生は工学部1年生など、学業の早い段階からシステム全体について考え始める必要があるとコレル氏は言います。そうすることで、これまで別々に研究されてきたロボット工学と材料科学の分野を融合させることができるのです。彼自身は今後数年間、人工装具用の敏感な皮膚の研究に取り組む予定ですが、ロボット工学材料の分野があらゆる方向へ、そして幅広い用途へと飛躍していくことを予見しています。「これまで人々がこれらの問題を解決してきた方法よりも、より洗練された解決策があります。そして、それは実際に手を動かし、より多くの議論を交わすことから生まれるのです」と彼は言います。
