ハーバード大学のヴィース生物学的模倣工学研究所の研究者らは、自律的に移動して互いを見つけ、協力して任務を遂行したり、ただ静かに群れをなしたりできる魚の形をした水中ロボット一式を開発した。
空中ドローンが次々と業界でその有用性を証明しているのと同様に、水中ドローンは生態系、船舶輸送、そして水中での持続的な存在が望ましいが難しいその他の分野に革命を起こす可能性があります。
ここ数年、興味深い新しい自律型水中車両（AUV）が登場しているが、最も一般的なタイプはほぼ魚雷のようなもので、外洋を巡航するには効率的だが、サンゴ礁やマリーナの隅々まで進むには適していない。
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そのためには、自然界が何を創造するのにふさわしいと考えたかを知ることが現実的であるように思われ、ヴィース研究所はそれを調べ、自然界を模倣したロボットや機械を創造することを専門としています。
今回、サイエンス・ロボティクス誌に掲載された新しい論文の共著者であるフロリアン・ベルリンガー、メルビン・ガウチ、ラディカ・ナグパルは、魚の形だけでなく、仲間とのやり取りも模倣することにした。
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スキューバダイビング中に魚の群れを見たことにインスピレーションを受けたナグパル氏は、「集団全体がまるで単一のエージェントであるかのように見える、このような集団的一貫性を示すことができる人工エージェントをどのように作成するか」という疑問を追求してきました。
彼らの答えであるBlueswarmは、魚の形に3Dプリントされた小型の「Bluebots」の集合体です。プロペラの代わりにヒレ、目にはカメラが付いています。あなたも私も、これを本物の魚と間違えることはまずないでしょうが、普通の魚にとっては、後ろでプロペラが大きな音を立てて回転する1.8メートルほどの金属製の筒を見るよりは、はるかに怖くないはずです。Bluebotsはまた、自然界の生物発光という革新を模倣し、魚や昆虫が仲間に合図を送るようにLEDを光らせます。LEDの点滅は、各Botの位置と周囲のBotに関する情報に基づいて変化し、調整されます。
Blueswarm は、カメラと最前面にある光センサーのシンプルな感覚、基本的な水泳動作、LED を使用して、グループ水泳動作を自動的に編成し、どの角度からでも新しいボットが投入されたときに対応できるシンプルな「ミリング」パターンを確立します。
ロボットたちは、何かを探すといった単純な作業であれば、協力して作業することもできます。グループに水槽内の赤いLEDを探すというタスクを与えられた場合、各ロボットはそれぞれ独立して探しますが、1体がLEDを見つけると、自身のLEDの点滅を変えて他のロボットに警告を発し、呼び出します。
この技術の用途は容易に想像できます。これらのロボットは、海洋生物を驚かせることなく安全にサンゴ礁などの自然環境に近づき、その健康状態を監視したり、カメラの目が捉えた特定の物体を探したりすることができます。あるいは、埠頭や船の下を巡回し、単独の探査機よりも効率的に船体の点検を行うこともできます。もしかしたら、捜索救助にも役立つかもしれません。
小型の水上ロボットは光で動き、歩いたり、荷物を運んだり、踊ったりもできる
この研究は、そもそも動物がどのようにして、そしてなぜ群れをなすのかという理解を深めるものである。
この研究によって、より高度なロボット集団を構築できるだけでなく、自然界における集団知性について学ぶこともできます。魚は群れをなして泳ぐ際に、私たちのロボットよりもさらに単純な行動パターンをとらなければなりません。このシンプルさは実に美しく、かつ発見するのが難しいのです」とベルリンガー氏は語ります。「他の研究者からも、私のBluebotを魚の遊泳と群れ行動に関する生物学的研究のための代替魚として利用したいという連絡が既に寄せられています。彼らがBluebotを実験魚として迎え入れてくれたことを、大変嬉しく思います。」
デヴィン・コールドウェイはシアトルを拠点とする作家兼写真家です。
彼の個人ウェブサイトは coldewey.cc です。
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