一般的なドローンの場合、自重を支えるための十分な揚力を生み出す必要があるため、小型化にも限界がある。しかし小型のハチドリは、弾力性のある翼を羽ばたかせながらホバリングや急旋回ができる。

両者の違いは、物理学の違いにあるという。ハチドリの飛行の元になっているのは、非定常空気力学だ。「これにより大きな迎角と揚力が生まれ、小型生物でも飛行できる。つまり羽ばたく翼を持つロボットであれば小型化できるはずだ」と、機械工学科のXinyan Deng准教授は説明する。

研究チームは、ハチドリロボットの体を3Dプリンターで作製し、翼は炭素繊維とレーザーカットした薄膜を使用、翼長17cm、重さ12gのロボットを作製した。2つのモーターを使い、それぞれの翼は互いに独立して動くことができる。得られる揚力は、ロボットの自重を上回る最大27gを記録した。障害物の有無の判断はカメラによる画像解析ではなく、接触した翼に加わる荷重を電流の帰還によって検知するという。

研究チームは、さらにAIを組み合わせ、実際のハチドリの動きを研究してデータにし、アルゴリズムに変換。ロボットは、機械学習を重ね、安定したホバリングや高速回避行動など、実際のハチドリに近い動きをすることができるようになった。

実際に、ハチドリロボットが障害物に接触しても失速することなく、方向を変えながら飛行する様子を公開している。

現在は、電源ケーブルにつながった状態で飛んでいるが、バッテリー搭載も容易だという。大きな揚力を持つことで、設計の自由度が増え、カメラやGPSといったセンシング機能を追加することも可能になる。暗い場所や狭い場所での人命救助活動や、特殊任務での活躍が期待される。

（fabcross for エンジニアより転載）