工学：鳥類に着想を得た多機能の肢を用いた地上から空中への高速な移行
Nature 636, 8041 doi: 10.1038/s41586-024-08228-9
鳥類の大半は、空中と地上の環境の間をシームレスに往来できる。前肢が主に飛行のための翼に進化した一方で、後肢は、歩行、ホッピングや跳躍、飛行に移行するための跳躍離陸など、さまざまな機能を果たしている。こうした能力に触発されて、飛行ロボットで同様のマルチモード性を実現し、応用範囲を多様な環境に拡張することが目標とされている。しかし、飛行のための軽量化を保ちながら、マルチモードでの移動運動を、運動特性や推進特性が異なる歩様、例えば歩行とジャンプなどにわたって再現することは、依然として困難である。こうした機械的複雑性と汎用性のトレードオフによって、既存の飛行ロボットの大半に追加される移動モードは、1つのみに限定されている。今回我々は、RAVEN（Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments）によって、この複雑性と汎用性のトレードオフを克服した。RAVENは、鳥から着想を得た多機能の肢を用いて、鳥のマルチモードの移動運動と同様に、速やかにジャンプしてそこから飛行につなげたり、地上を歩行したり、障害物や隙間を飛び越えたりする。我々は、離陸のためのジャンプが最初の飛行離陸速度に大きく寄与しており、注目すべきことに、その方がジャンプせずに離陸するよりもエネルギー効率が高いことを示す。我々の解析結果は、異なる移動運動戦略に適応した鳥類の間では、肢と体の間の質量配分に重要なトレードオフがあり、マルチモードの歩様を必要とする陸生鳥類では肢の質量への投資が大きいことを示唆している。多機能ロボットの肢は、自律的離陸とマルチモードの歩様によって、複雑な地形で従来型の固定翼機を展開する機会を拡大するものである。
