跳躍中のトカゲは、急降下を始めても尾を使って体勢を立て直し、尾を振り回して角運動量を変化させ、安全に着地します。ロボットも同様に、制御されたロボテイルを用いて安全に着地できると、新たな研究で発表されています。つまり、次世代の捜索救助ロボットは、ヘビやクモ、あるいは飛行生物ではなく、トカゲや恐竜をモデルにしているのかもしれません。
カリフォルニア大学バークレー校の研究者によると、綱渡り師がバランス棒を使うように、あるいは猫が尾を使って木に止まるように、トカゲは尾を使って外部からのトルクを生み出すことができる。彼らは尾を上に振り上げることで、体が前に倒れるのを防ぐ。統合生物学教授のロバート・J・フル氏は、ヤモリが足が滑った際に垂直面から落ちないように尾を使う方法を研究してきたが、跳躍時に尾がどのように使われるかを研究したのは今回が初めてだ。この研究結果は、ヴェロキラプトルのような獣脚類恐竜が尾を動的安定装置として使っていたという1969年の仮説を裏付けるものでもある。
フル研究室の学生たちは、跳躍中に足を滑らせたトカゲが空中で回復する様子を観察し、尾の重要性と役割を測るためのつまずきの研究を考案した。研究者たちは、アカアガマトカゲを誘導して、ある軌道を走らせ、特定の障害物を飛び越え、別の垂直面に着地させた。しかし、障害物の表面摩擦は変化し、トカゲは時折足場を崩し、制御不能に陥った。しかし、トカゲは尾を振り回して体勢を立て直し、安全に垂直に着地した。
研究チームは、尾の動きを3次元的に説明する数学モデルを作成し、それを解明するために「テイルボット」と名付けたロボットを製作した。テイルボットは基本的に、後端にアルミ棒が付いたリモコンカーだ。研究チームはテイルボットを、トカゲの跳躍と同じ角度に傾斜した斜面から打ち上げ、尾を固定した。テイルボットは機首から急降下した。次に、小型ジャイロスコープをセンサーとして用いてテイルボットに方向感覚を与え、それに応じてアルミ製の尾を振るようにプログラムした。研究チームは、再びテイルボットを発射すると、尾が上方に振れ、テイルボットはほぼ一定の角度を保ったまま、姿勢を正したと報告している。
これは、瓦礫だらけの被災地のような不整地での使用を目的としたロボットの設計に非常に役立つ可能性があります。体の姿勢変化に応じて能動的に制御される尾部があれば、ロボットが顔面から転倒して壊れるのを防ぐことができます。
研究チームは、この主張をさらに強調するために、ヴェロキラプトルのモデルで計算を検証し、ヴェロキラプトルも同様に巨大な尾を使っていた可能性があることを発見した。十分な筋力があれば、ヤモリや他の樹上性トカゲが示す以上のアクロバット飛行が可能だった可能性があると研究者らは述べている。この論文は、ネイチャー誌のオンライン版に掲載されている。
