ラフスケッチ：「人間のように動くロボットを作りました」

「私たちのロボット『アキレス』は、生物学的に正確な歩き方をする初めてのロボットです。つまり、人間のように動くだけでなく、人間の神経系のように足に命令を送ります。」

それぞれの脚には 8 つの筋肉があり、片方の端はモーターに、もう片方の端はプラスチックの骨格に取り付けられたケブラー ストラップです。モーターが回転すると、人間の筋肉が収縮するのと同じようにストラップが引っ張られます。アキレスの筋肉の一部は腰や太ももから下腿まで伸びており、四肢全体に力を伝達できます。これにより、ほとんどのモーターを腰と太ももに配置できます。モーターを高い位置に配置すると下腿が軽くなり、人間の下腿のように素早くスイングできます。

人間の場合、脊柱のニューロンがリズミカルな信号を送り、脚を制御します。これはメトロノームのようなもので、脚からの感覚フィードバックがペースを変えます。脳は介入して修正できますが、すべての筋肉を明示的に制御するわけではありません。基本的に、これが人間が何も考えずに歩ける理由です。私たちのロボットでは、外部 PC で実行されるコンピューター プログラムが同様の方法で動きを制御します。歩くたびに、コンピューターは信号を送り、片方の股関節の筋肉を曲げ、もう片方の筋肉を伸ばすようにします。コンピューターは、脚の負荷センサーと角度センサーからのフィードバックに基づいて、これらの信号のタイミングを変更します。同様の制御システムが下半身の筋肉も制御します。

人間の動きをモデル化することは、ロボット工学以外にも応用できます。たとえば、脊髄損傷から回復する過程を理解するのにも役立ちます。しかし、私たちのロボットはまだ非常に単純化されたモデルです。胴体がなく、複雑な地形に対応できません。当初は、足が滑るという問題もありました。足のグリップを高めるために、さまざまな種類のゴムを検討しましたが、最終的に解決策がすでにあることに気付きました。現在、ロボットは Keds を履いています。」

—オービタル・サイエンシズ社のエンジニアであるテレサ・クライン氏は、アリゾナ大学の大学院生時代にアキレスを開発した。