[ポピュラーサイエンス] 多くの四足歩行ロボットが犬のように見えるように設計されているのはなぜですか?

ロボットに興味があるなら、率直に言って、興味がない人がいるでしょうか? 「ロボット犬」という言葉をよく耳にしたことがあるでしょう。四足歩行ロボットはどこにでもあるようですが、それでは疑問が湧きます。なぜ多くの四足歩行ロボットは犬のように見えるように設計されているのでしょうか?

この質問に答えるために、私たち (IEEE Transmitter) は、ロボット工学の分野の 2 人の専門家、IEEE シニア メンバーの Liu Ming 氏と IEEE メンバーの Jayakrishnan Thrivikraman Nair 氏にインタビューしました。

リュー氏は、このロボット犬は「四足歩行型」と呼ばれるロボットの一部であり、これは明らかに「四本足」を意味すると語った。ほとんどの四足歩行ロボットが馬やウサギではなく犬として設計されている理由は、その独特な膝の構造のためです。

「前膝が前方を向き、後膝が後方を向いている馬とは異なり、犬の膝は常に後方を向いています。この設計により、犬型ロボットは、足を動かして衝突を避ける余裕が生まれ、階段を登りやすくなります」とリュー氏は言う。 「例えば、ボストン・ダイナミクスのSpot、MITのCheetah3、UnitreeのGo1はいずれも後ろ向きの膝のデザインを採用しており、犬の形や外観と一致しています。」

「四足歩行ロボットが階段を上る作業を行う際、後方肘の設計により、脚が衝突しない広い作業スペースが確保される」と劉氏は言う。 「階段を降りる時は、状況が逆になります。膝を前に出した設計の方が有利になるため、前述のロボットは後ろ向きに階段を降りる傾向があります。また、肘の向きを切り替えられる四足歩行ロボットもあります。」

犬の足はもっとシンプル

ネール氏は、犬は重心が低い傾向があり、そのためより安定していると述べた。

「犬の前脚は背の高い動物の前脚とは大きく異なり、比較すると最後の節の長さはかなり短い」と彼は語った。 「これにより、前脚と後脚が同じ形状と比率になることも保証され、ハードウェアの複製と歩行制御が簡素化されます。」

四足歩行ロボットの利点

ロボット犬の最も顕著な用途の 1 つは監視と検査です。

捜索救助活動や、人間が通行するには狭すぎる場所や危険な場所で使用できます。

「これは、困難な地形を横断できる静的に安定した移動の最も単純な形です」とネール氏は語った。 「コスト、制御性、そして荒れた地形を歩く能力のバランスが最も優れています。4本の脚があり、歩く、速歩する、疾走する、という3つの異なる歩様で移動できます。」

二足歩行ロボットと四足歩行ロボットの比較

「二足歩行ロボットも同様の作業を実行できるが、二足歩行ロボットの動作安定性は四足歩行ロボットに比べてはるかに劣る」と劉氏は言う。「さらに、二足歩行ロボットの製造と維持にかかるコストは四足歩行ロボットの数倍にもなる。」

四足歩行ロボットの欠点

しかし、四足歩行ロボットにも欠点はいくつかある」と劉氏は言う。「エネルギー効率が非常に低い場合が多く、ほとんどの四足歩行ロボットは1時間しか連続して動作できない」さらに、ロボットの歩行は騒音が大きいため、人によっては耐えられないと感じるかもしれません。これらの欠点により、四足歩行ロボットが日常生活でより広く使用されることは妨げられるでしょう。 ”