このロボット製造群は大型構造物を編み上げられる

The construction site of an apartment and business building is seen at the Suurstoffi district in Rotkreuz, Switzerland September 26, 2018. Picture taken September 26, 2018. REUTERS/Arnd Wiegmann - RC18266B9F00
No human contact is necessary.Image: REUTERS/Arnd Wiegmann
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長所と短所(構造)

グラスファイバーは諸刃の剣である。強度と耐久性に優れ、ほぼどのような形状にも容易に成形できるため、建築材料として優れている。しかし、グラスファイバーの細い繊維はしばしば、人体と接触すると皮膚の炎症、視覚の障害、呼吸器系の問題を引き起こす。

人体の健康を危険にさらすことなく、グラスファイバーの優れた構造特性をどう活用できるだろうか。答えは、もちろんロボットである。

MITの研究チームは、「Fiberbots(ファイバーボット)」と名付けた群れ型ロボット製造機を開発した。ロボットシルクワームのように素材から大きな構造物を編み上げることができ、人間の接触は不要だ。

Image: MITメディアラボ

管状構造

研究論文によると、Fiberbotsは自らの周囲にグラスファイバー製のチューブを一層ずつ形成し、チューブの内側を登りながら長い円筒を作り上げる。論文は水曜日に学術誌論文に掲載された。Science Robotics。複数のFiberbotsが紡いだチューブは、橋や建物ほどの大きさの構造物を作り出せる可能性がある。

まず、ロボットの一台がグラスファイバーの糸を樹脂と組み合わせ、ずんぐりした円筒形の本体を取り囲む膨張させた膜の周りに巻き付ける。Fiberbotがチューブの一区間を完成させると、膜を収縮させ、チューブの内側を「登って」次の区間を形成する。この区間は前の区間と重なる。層を重ねるごとに素材を曲げることができ、他のFiberbotsが作ったチューブと組み合わせることさえ可能だ。

そびえ立つ構造

研究チームは、システムの性能を検証するため、Fiberbotsに22本のチューブを作らせた。最高で4.5メートル(14.7フィート)の高さに達し、作業には約12時間を要した。このチューブは7か月間にわたり損傷なく維持され、マサチューセッツ州の厳しい冬の環境に耐えた。

グラスファイバーはすでに橋や住宅の断熱材など、さまざまな製品に使われている。しかし実際には、これは始まりにすぎないかもしれない。研究者らは、いつの日か、人間の作業員が素材を扱わなくても、建設プロジェクトに必要なチューブをFiberbotsで作れるようになる可能性があると記している。

このロボットは、人間が立ち入るべきではない、あるいは立ち入ることができない過酷または危険な環境、さらには他の惑星でも構造物を建設できる可能性がある。

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