Research press release

ロボット工学:マリアナ海溝の深海域の高圧力下で動作するソフトロボット

Nature

Robotics: Soft robot operates under pressure in the Mariana Trench

深海探査用に開発された電源内蔵のテザーなしソフトロボットについて記述した論文が、Nature に掲載される。実地試験で、このロボットはマリアナ海溝の深海域で良好に動作し、南シナ海の最大深度3224メートルで自由遊泳した。

深海は、探査が非常に難しいため、今も地球上で最大の未知の領域になっている。この環境の極度に高い圧力は、機械系が動作する際に、通常、高剛性筐体と圧力補正システムが必要となることを意味する。しかし、クラゲのような深海生物は、圧力耐性のある分厚くて重い胴体を持たないにもかかわらず、非常に深い海域で繁殖している。

今回、Tiefeng Liたちの研究チームは、深海に生息するマリアナスネイルフィッシュ(Pseudoliparis swirei)の構造から着想したソフトロボットを開発した。このロボットは、電源装置と制御装置を内蔵し、水中を推進する能力を備えており、深海探査ができる。また、このロボットは、分厚く硬い筐体に依存した一部の水中遊泳ロボットとは異なり、電子部品の配置が分散されていて、フレキシブルなシリコンマトリックスに包み込まれている。マリアナ海溝(最大深度1万900メートル)と南シナ海(最大深度3224メートル)での実地試験では、このロボットの優れた圧力耐性と遊泳性能が明らかになった。

Liたちは、今後の研究では、極端な条件下で使用するデバイスの知能、汎用性、操作性、効率を高めるためのソフトで軽い材料と構造の開発に注力することになるだろうと結論付けている。

An untethered, self-powered, soft robot developed for deep-sea exploration is described in a paper published in Nature. In trials, the robot was found to operate successfully in the depths of the Mariana Trench, and could swim freely up to 3,224 metres below the surface in the South China Sea.

The deep sea remains the largest unknown territory on Earth because it is very difficult to explore. The extremely high pressures in this environment mean that mechanical systems usually require rigid vessels and pressure compensation systems in order to operate. However, deep-sea creatures — like jellyfish — lack bulky or heavy pressure-tolerant bodies yet still thrive at extreme depths.

Inspired by the structure of a deep-sea snailfish, Tiefeng Li and colleagues developed a soft robot capable of deep-sea exploration with onboard power, control and the ability to propel itself through the water. Unlike some swimming robots whose movement is dependent on stiff, bulky vessels, the electronic components of this robot are decentralized and encased in a flexible, silicone matrix. Field tests in the Mariana Trench (up to 10,900 metres in depth) and the South China Sea (up to 3,224 metres) revealed the excellent pressure resistance and swimming performance of the robot.

The authors conclude that future work will focus on developing soft, lightweight materials and structures to enhance the intelligence, versatility, manoeuvrability and efficiency of devices for use in extreme conditions.

After the embargo ends, the full paper will be available at: https://www.nature.com/articles/s41586-020-03153-z

doi: 10.1038/s41586-020-03153-z

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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