韓国科学技術研究院(KIST)は、キム・デユン機能性複合素材研究センター博士の研究チームが、タコの擬態と動きから着想を得て、色と形態を自在に変えるソフトロボット「オクトイド」(OCTOID)を開発したと16日に明らかにした。生物の能力を模倣した「ソフトロボット」(Soft Robot)技術は、近年、人工知能(AI)と先端素材科学の発展により急速に進化し、将来のロボット産業の中核分野として注目されている。
海中のタコは捕食者から身を守ったり獲物を捕らえる際に、瞬時に体の色と質感を変え、周囲の環境に完全に溶け込む。まるで周囲のサンゴや海藻の色をそのまま複製するように体を青くあるいは赤く変化させ、柔らかく脚をしならせて移動したり、獲物を素早くつかみ取ったりする。
KIST研究チームが開発したオクトイドは、単に曲がったり伸びたりする段階を超え、電気刺激に応じて色を変えつつ周囲環境に合わせて動き、物体をつかむ機能を統合したソフトロボットである。研究チームは中核材料としてフォトニック結晶高分子を開発した。この素材のらせん分子配列と高分子ネットワーク構造を精密に制御し、実際のタコの脚のように柔らかくしなやかな動きと色変化を同時に可能にする構造を実現した。
電気信号を加えると、素材表面が微細に収縮・膨張し、青色—緑色—赤色へと連続的な色変化も示す。さらに、非対称な構造変化によって曲げたり伸ばしたりする動作を行う。この過程を通じてオクトイドは、実際のタコのように擬態(camouflaging)、移動(moving)、捕獲(grabbing)の三つの機能を一つのシステムで同時に実行できる。
KIST側はオクトイドについて「生体模倣ソフトロボット技術の新たな可能性を示す」とし、「擬態・移動・捕獲機能を組み合わせた『トリプル・イン・ワン』(triple-in-one)システムは、今後、環境適応型の探査用ロボットや深海救助および海洋生態モニタリング装置などへの活用が期待される。リハビリおよび医療用の触覚補助ロボット、防衛産業およびステルス技術応用システムなどにも拡張可能な技術だ」と述べた。
この研究は科学技術情報通信部の支援を受け、素材グローバルヤングコネクト事業とナノコネクト事業として実施された。今回の研究成果は国際学術誌『Advanced Functional Materials』(IF:19、JCR(%): 4.5%)の最新号に掲載された。
キム・デユンKIST責任研究員は「今回の研究を通じて、自律型適応ロボット、軍事用擬装システム、海洋探査ロボット、医療用マイクロロボットなど多様な分野に適用可能なソフトロボット用素材を確保した」とし、「今後は本技術を自己認知、認知反射、学習型ソフトロボットなど知能型ソフトマシンの開発へ拡張することを目標としている」と語った。