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課題解決Goldfireコラム 自律型の超小型飛行物体のキーテクノロジーとは?

2014.01 自律型の超小型飛行物体のキーテクノロジーとは?

自律して羽ばたいて飛び、ホバリングもできる超小型の昆虫ロボット「Robobee」が話題になりました。これは米ハーバード大学のMicro Air Vehicles Projectによるもので、飛行性能や直径約24mmというその小ささだけではなく、接合せずに翅まで作りだすPop-up Fabricationという方式も驚きです。
以下のWebサイトを見ると、そのボディだけでなく、センサも含めた「頭脳(brain)」と協調した動きなどの「群生(colony)」も研究テーマとされています。今後更なる驚きが生まれてくるかもしれません。


Harvard SEAS Robobees(A convergence of body, brain, and colony)

しかし、今後大きな課題となるであろう問題があります。
「電源」です。

現在のRobobeeは、電池の重さの問題により電力は外部から有線で供給されています。これについて、研究グループは5年から10年でこの問題が解決できるだろう、とコメントしています。確かに、10円玉より遥かに小さい超小型電源を作るのは、非常に難しそうです。
そこで早速、Goldfireで超小型のエネルギー源について調べてみました。

まずは、「超小型の電池」や「超小型のエネルギー源」などのクエリを、Goldfireの知識検索に入力してみます。すると、3Dプリンターを利用して超小型の電池を製造する技術や、超軽量薄膜フレキシブル太陽電池に関する特許、分子モーターの構造や応用に関する情報などに触れることができました。

次にもっと情報の幅を広げるために、問題を整理してみます。問題の整理にはGoldfireの『根本原因分析ツール』が便利です。
今回は「小型の電池開発」という観点で調べていましたが、ツールを利用してロジックツリーを作成しながら、本来の目的は「小型の飛行物体にエネルギーを供給すること」だということに気付きます。また「有線でも飛行ミッションに影響がなければよい」という検討の方向性も見えてきます。さらには「そもそも昆虫はどのように翅を動かしているのか」という観点も得られました。

そこで、「無線電力供給」や「昆虫の羽根を動かす」などのクエリを入力し、「方法」や「作用源」などのレンズを参照してみると、無線で電力を供給する方法に関する情報や、以下のキーワードも上がってきました。

  • Flight Muscle(飛行筋、飛翔筋)
  • 化学振動
  • ミオシン

さらに「飛翔筋を動かす」と入力して調べると、仕組みやその数学モデルに関する特許や研究があることも判りました。最新の情報を探すため、これらの単語をインターネットの検索サイトに入力すると、最近日本の研究グループが超高速X線ムービー撮影により昆虫の羽ばたきのメカニズムを分子レベルで解析した、という情報も上がってきました。

超高速X線ムービー撮影により昆虫の羽ばたき機構を解明

簡単な調査ですが、これらの情報を考慮すれば、たんぱく質を利用した分子モーターと無線電力供給が、今後の超小型飛行物体の鍵を握るのでは!?とも思えてきますがどうでしょうか…。

さて、今回の調査にかかった時間は90分程度です。
なにか問題が生じたら、Goldfireのリサーチツールや分析ツールを活用してみてください。問題打開の鍵が見えてくるかもしれません。

▼今回使ったGoldfireの機能は...▼
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