Penn Engineering

アメリカの研究者らが、外部からの制御なしに動作する、極小の自律型ロボットを開発した。

プログラム可能な、泳ぎ回るロボット

この開発に携わったのは、ペンシルベニア大学とミシガン大学の研究者たちだ。

彼らが開発したロボットは、200×300×50マイクロメートルで、塩粒よりも小さなサイズとされ、多くの微生物と同等の大きさになるという。

このロボットは光で駆動し、超小型コンピューターを搭載しており、周囲の環境を自ら感知して反応しながら、自律的に動くことができるそうだ。

しかも複雑なパターンで動作したり、局所的な温度を感知してそれに応じて移動経路を調整したりできるよう、プログラムも可能となっている。

このロボットは数カ月間稼働し、泳ぎ回ることができ、個々の細胞の健康状態をモニタリングすることで医療の発展に貢献したり、今後の製造業の発展に貢献したりする可能性があるという。

移動のための新しいシステムを設計

そもそも何十年もの間、電子機器はますます小型化してきたが、ロボットはそのペースに追いつくのに苦労してきたそうだ。

ペンシルベニア大学工学部の電気・システム工学助教授であり、本論文の筆頭著者であるマーク・ミスキン氏も、「1ミリメートル未満の大きさで、自律的に動作するロボットを作るのは非常に困難です。この分野は実質的に40年間、この問題で行き詰まっていました」と述べている。

ミスキン氏によれば、小型のロボットには、手足を使って動かす大型ロボットの戦略は成功せず、非常に小さな脚や腕は簡単に壊れてしまうという。

そのため研究チームは、ミクロの世界における移動の物理法則に逆らうのではなく、それに適応する新しいシステムを設計した。

体の周りの水を動かして移動

実は、このロボットは体を全く動かさない。その代わりに、周囲の溶液中のイオンをわずかに動かす電界（電場）を発生させるという。

そのイオンは近くの水分子を押し、ロボットの体の周りの水を動かす。ミスキン氏は「まるでロボットが流れのある川の中にいるかのようです。しかし、ロボットが川を動かしているのです」と説明する。

そして電界を調整することで、複雑なパターンで移動したり、魚の群れのように協調して移動したりすることが可能となり、同時にこのロボットは非常に耐久性にも優れているそうだ。（了）

出典元：Penn Engineering：Penn and Michigan Create World’s Smallest Programmable, Autonomous Robots(2025/12/15)