サイエンスニュースまとめ☆ななめ読み

ロボットの人工筋肉になる「パワフルな形状記憶ポリマー」が開発される

　現在のロボットはモーターや油圧を利用して関節を動かしていますが、人に近い動きをするロボットでは人工筋肉を使うことが想定されています。

　人工筋肉というと、なんだか少しグロい生体部品を作ることばかり想像しますが、必ずしもそうなるとは限りません。

　米国スタンフォード大学（Stanford University）の研究チームは、ロボットの人工筋肉として利用可能な新しい形状記憶ポリマーを提案しています。

　形状記憶ポリマーとは、伸ばしたり変形させても熱や光によって元の形状に戻る素材のことです。

　研究の詳細は、アメリカ化学会の学術誌『ACS Central Science』に9月8日付で掲載されています。

（以下略、続きはソースでご確認下さい）

ナゾロジー　2021.09.24 Friday
https://nazology.net/archives/96811

チェコの学者たちは、世界の海からマイクロプラスチックを除去するために、鉛筆の尖った先ほどの大きさのミニロボットを発明した。サイトScience News for Studentsが報じた。

同サイトによると、ミニロボットに光が当たると化学反応が起こり、ロボットは水中を移動、マイクロプラスチック粒子を検出すると、除去を開始する。またロボットはごみにくっつき、後で見つけやすくすることもできる。

学者たちの最終的な目標は、世界中のいたるところで使用できる安価で環境に優しいロボットをつくることだという。
https://jp.sputniknews.com/science/202109138688040/

香港科技大学の研究者が、人間の目の構造を模倣した球状の人工視覚センサーを開発しました。

このセンサーは光を集中させるためのレンズと、半球状の網膜の役目を果たす部分で構成されます。また球体部は直径2cmほどの大きさで人間の眼とほぼ同じ。そしてその内部は導電性の液体で満たされます。半球状の網膜にあたる部分は光で発電するペロブスカイトナノワイヤーの高密度アレイから作られ、活性化されると人間の神経細胞と同様に電気信号を発生します。

この視覚センサーはただ人間の眼を模した構造になっているだけではなく、実際に可視光の入力に関して人間の眼に近い応答性と優れた回復性を示します。

視野角については人間が130～150度ほどとされるのに対して約100度と狭いものの、まだ改良の余地があり、将来的には解決される問題だとされます。とはいえ、他の人工視覚はイメージセンサーが平面状のものが多いため、さらに視野角が狭いと研究者は指摘しています。


※引用ここまで。全文は下記よりお願いいたします。
https://japanese.engadget.com/jp-2020-05-21-cyborg-eye.html?1

装着型サイボーグ「HAL」を体験しよう　岡山・倉敷市の高校で特別授業

　高齢者や下半身に障害がある人のサポートなどに使われる装着型サイボーグ「HAL」を使った特別授業が3日、岡山県倉敷市の高校で行われました。

　倉敷市の水島工業高校で行われた特別授業は情報技術科の2年生、約40人が参加しました。
　
　岡山県出身で筑波大学の山海嘉之教授が開発した「HAL」は、脳や筋肉の動きを認識し人の動きをサポートします。
　重さ約3キロの腰に装着するタイプなどがあり医療や自立支援、作業支援として使われています。

（記者）
「私も機械を付けてみました。こちら20キロのポリタンクなんですが、このよう腰のサポートが利いて
楽々持ち上げられます」

　付けていないときとは大違いです。

（記者）
「腰にかなりきて重たいです」

　実際に生徒も体験しました。寝たきりの人などに使う医療用では、生体電位信号を読み取るセンサーを腰に付けてから機械を装着します。

　他の生徒も「HAL」の力を体験し、ロボット技術の進化による新しい社会の可能性について学びました。

（体験した生徒はー）
「誰かが力をガッと加えているみたいな、自分じゃない力が働いているみたいな感じですね」
「今後も自分が年を取ったときに、そういったロボットに支えていただけるといいなと思います」

（岡山ロボケアセンター／向谷隆　代表）
「自分が興味をもたないことには、いつまでたっても新しい物は生まれないはずなんです。それは今やっている勉強だけじゃなくて、幅広く興味をもってもらわなければなと」


※ ソースに動画あります
https://www.ksb.co.jp/newsweb/index/16220
02月03日 18:15　KSB

　宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）は２８日、探査機はやぶさ２が３日未明に小惑星りゅうぐう表面に向かって放出した小型ロボット「ミネルバ２」が狙い通りに着陸したと発表した。落下時の様子から小惑星の重力の分布を調べる。はやぶさ２は小惑星での任務を全て終え、予定通り１１～１２月にりゅうぐうを離れる。

　出発日について、プロジェクト広報担当の久保田孝教授は「全ての任務をやり遂げたと思うが、やり残したことがないかを最終確認して決めたい」と話した。

　りゅうぐうの高度１キロで放出されたミネルバ２は約２２時間で小惑星を１周弱して表面に落ちたとみられる。
https://www.tokyo-np.co.jp/s/article/2019102801002070.html

https://www.businessinsider.jp/post-191580
※リンク先に動画あり

・効率的にラズベリーを収穫する新しいロボットが開発されている。
・機械学習テクノロジーを用いたロボットは、カメラとセンサーを通して｢スーパーに陳列できるレベルの熟れ具合｣を判別する。
・開発者はロボットが1日に収穫できるラズベリーは2万5000個以上と述べた。人間は1万5000個程度。

ラズベリー収穫ロボットの登場が間近だ。
英プリマス大学からスピンアウトした企業、フィールドワーク・ロボティクス（Fieldwork Robotics）が開発した新しいロボットを使うと、
農家は1日約2万5000個のラズベリーを収穫できるようになる。
ロボットは、プリマス大学でロボット工学を教えるマーティン・ストーレン（Martin Stoelen）博士が考案した。ガーディアンが伝えた。

機械学習テクノロジーを用いたロボットは、カメラとセンサーを通して
｢スーパーに陳列できるレベルの熟れ具合｣を判別する。収穫時期を迎えたラズベリーを特定すると、グリッパー（バーベキューで使うトングのようなもの）を伸ばし、
摘み取って、近くに置かれたカゴに入れる。開発には90万ドル（約1億円）近くが費やされた。

フロンティアIP（Frontier IP） ── フィールドワーク・ロボティックスの技術のベースとなっている大学の知的財産の商業化を専門とする企業 ── の
広報担当者アンドリュー・ジョンソン（Andrew Johnson）氏によると、ロボットは10秒に1個ラズベリーを摘み取り、1日20時間稼働する。

4本のアーム（現在は1本のみ）が装備されれば、ラズベリーを1日2万5000個以上収穫できるようになる見込み。
これは人間が8時間で収穫できる平均的な個数1万5000個をはるかに超える。
ロボットは労働力不足や人件費の高騰といった農家が抱える問題を解決する可能性がある。

初めての実証実験は、イギリスのベリー生産会社ホールハンター（Hall Hunter）が所有するウエスト・サセックス（West Sussex）の農場で行われた。
同社はフィールドワークスのパートナーで、マークス＆スペンサー（Marks & Spencer）、テスコ（Tesco）、ウェイトローズ（Waitrose）といった小売店と取り引きしている。

フィールドワークスはこの秋にさらに実験を行う計画で、得たデータをロボットの改良・改善に生かしていくとジョンソン氏は述べた。
2020年の商用ロボットの製造開始を目指している。
収穫プロセスが抜本的に変わるのは、ラズベリーだけではない。
ストーレン博士が最初の研究対象としてラズベリーを選んだのは、他の果実より傷みやすいからであり、まず最初に複雑な工程に取り組みたかったから。

博士はすでに、トマトとカリフラワーの収穫に取り組んでいる。

テッポウエビは想像を絶する生きものだ。体長わずか数センチメートル。片方のハサミは分相応の大きさだが、もう片方のハサミは巨大で、それをすさまじい力で閉じることによって衝撃波を発生させ、獲物を気絶させる。

ハサミの2つの刃が噛み合う瞬間に気泡が発生し、すぐさま破裂する。これによってプラズマの閃光と、4,400℃もの高温が生じる。信じられない話だが、手のひらに乗るくらい小さな水生生物が、はさみをパチンと鳴らすことで、超高温の気泡を兵器に変えるのだ。

研究者たちがいま、この恐るべき力の応用方法を模索している。学術誌『Science Advances』に3月15日付で掲載された論文で、ある研究チームがテッポウエビのプラズマ銃を真似たロボットハサミを製作し、プラズマを発生させることに成功したと報告した。生物進化が産んだこの奇抜な能力をうまく改良できれば、さまざまな水中での用途が考えられる。

テッポウエビは、プラズマの衝撃を生み出す武器をさまざまな用途に使っている。狩りに使うのはもちろんのこと、スナップ音でコミュニケーションもとっていて、その音量は210デシベルにも達する（本物のピストルは150デシベル程度だ）。プラズマ衝撃波を使ってサンゴ礁に巣穴を掘る種もいる。おかげで海底は実に騒々しく、ソナーに干渉を起こすほどだ。



■脱皮後の殻を使ってハサミを3Dプリント

テキサスA＆M大学の機械工学者デイヴィッド・スタークは、テッポウエビの多機能ハサミは人間にも役立つのではないかと考えた。彼のチームは、まずは何匹かの生きたテッポウエビを入手した。

ほかの節足動物と同じく、テッポウエビも定期的に脱皮する。成長するにつれて小さくなった外骨格を脱ぎ捨てるのだ。

この脱皮後の殻を使ってスタークはハサミの型をとり、それをさらにスキャンして詳細な3Dモデルをつくった。その後、彼はモデルデータを3DプリントサーヴィスのShapewaysに送り、テッポウエビのプラズマ銃のプラスティック版が完成した。

■ネズミ捕りの仕組みを応用した実験

スタークは、この独特の構造の付属肢を使って実験を行なった。ハサミの上半分は、普段は引き金を引いた状態でロックされている。その一部（プランジャー）を下半分の受け口（ソケット）に叩きつける構造になっている。

これによって水が急速に押し出され、気泡ができる。この原理はキャヴィテーション（液体の流れで圧力差によって短時間に泡の発生と消滅が起きる物理現象）と呼ばれている。

「バネを使うネズミ捕りのようだと思いました」と、スタークは言う。「そこで、実際にネズミ捕りをいくつか水に沈めてみて、トリガーを外したときにアームがどのくらい速く回転するか試しました。そしてネズミ捕りのアイデアを、ハサミを閉じる仕掛けとして応用したのです」

スタークがつくったハサミは、バネ仕掛けの軸を中心に上半分のパーツが高速で回転して力を生み出し、プランジャーをソケットに叩きつける。この動作でできた高速の水流が、キャヴィテーション気泡を生む。気泡は最初は低圧で比較的大きいが、すぐに破裂に向かう。

「周囲の水に押され続けることで、圧力と温度が極めて高くなるのです」と、彼は言う。気泡はとてつもない高温になり、プラズマ発光が生じるほどだ。
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■既存の方法よりも10倍以上も効率的

これと同じ現象は、テッポウエビがハサミを閉じたときにも観察される。「水が外側に押し出されることで衝撃波が出現します」。野生のテッポウエビは、こうして獲物をノックアウトしているのだ。

研究チームはラボでハイスピードカメラを使用し、ハサミの隙間から排出されるジェット水流を観察した。また、その後に生じる衝撃波についても、プラズマ発生時の閃光というかたちで撮影することに成功した。

水中でプラズマを生み出すのは、テッポウエビの専売特許ではない。水中での溶接作業では、プラズマを利用したプラズマアーク溶接という方法が用いられ、こちらも超高熱を生み出す。また、レーザーを使って水中でプラズマをつくりだす方法も確立されている。

しかし問題は、プラズマアーク溶接やレーザーを用いた手法が非効率的であることだ。ハサミを使ったプラズマ生成なら、既知の手法の10倍以上も効率的だとスタークは言う。ただし、スケールアップするにはさらなる研究開発が必要になる。

続きはソースで

https://wired.jp/2019/04/18/shrimp-plasma/