PHOTOGRAPH BY ALIREZA RAMEZANI, SOON-JO CHUNG, MORTEZA GHARIB

人間は鳥たちに羨望の眼差しを向けている。軽々と空を飛んでいるように見えるうえ、公園では食べ切れないほどのパンくずをお年寄りたちに恵んでもらえるからだ。そして見落とされがちだが、鳥たちにはもうひとつできることがある。

空を飛ぶことと、パンくずを追って2本脚で歩きまわること。ふたつの中間にあるものは何だろう？ それは人間ならつまずいてしまうような悪路でも、鳥たちは羽をパタパタさせながらバランスをとって歩くことができることだ。つまり、鳥はハイブリッド仕様の生き物というわけである。

ロボット技術者はときに自然界から着想を得ようとするが、この「中間領域」は見落としてきた。地面を歩くロボットや宙を飛ぶロボットは存在しても、両方をこなすロボットは開発されていない。

「ドローンか、二足歩行ロボットか──。そのいずれかの開発に誰しもが注力しているのです」と、カリフォルニア工科大学のロボット研究者チョン・スンジョは指摘する。「いま目指しているのは、タイプの異なるふたつのロボットをひとつにするための土台づくりです」

スラスターに秘められた能力

チョンらのチームは見慣れぬ形のマシンをこのほど公開した。その姿は昔のゲーム「MechWarrior」に登場した戦闘ロボットのようだ。その名は見た目の通りに「LEg ON Aerial Robotic DrOne（空飛ぶ脚付きロボット型ドローン）」で、略した愛称は「LEONARDO（レオナルド）」である。二足歩行はもちろんのこと、胴体にとり付けたドローンのプロペラのようなスラスターを使って移動することもできるのだ。

メインとなるのはホヴァリングのような動きだ。開発者に言わせれば、この原始的ながらも斬新な歩き方のおかげで、けが人を救急ドローンに運び込むこともできるし、火星の表面を探索することさえ理論的には可能なのだという。

とはいえ、まだよちよち歩きの段階だ。研究者たちはLEONARDOにスラスターを搭載する実験をいまだに続けているが、そこではLEONARDOはロープにつながれている。どうやら、いますぐ険しい山々に登らせるつもりはないようだ。

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LEONARDOは高さ2.5フィート（約76cm）だが、カーボンファイバー素材のおかげで重量は6ポンド（約2.7kg）と軽い。その姿はまるで、北米に生息する大型のツルのようにも見える。ひょろ長い2本の足で宙返りこそしないものの、ボストン・ダイナミクスがつくったお馴染みの二足歩行ロボット「Atlas（アトラス）」に似た歩き方をする。

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だが、LEONARDOには安全装置の役割を果たすスラスターが搭載されている。これが従来のロボットとの違いだ。確かにAtlasも転倒すると懸命に体勢を立て直すが、毎回うまくいくとは限らないだろう。

「転倒を避けるための対策を講じることはできても、それが失敗した場合はどうすればよいのでしょう？」と、LEONARDOの設計と開発を担当したノースイースタン大学のロボット技術者、アリレザ・ラメザニは問う。「スラスターを搭載したことで、障害を自動修正する機能がほぼ整ったのです」

つまり、研究者たちはロボットが転んでしまった際に、起き上がる方法をもうひとつ用意したのである。2本脚か、スラスターか──。状況に応じてふさわしいほうをロボットにスムーズに選択させるというわけだ。

飛行と歩行

飛行と歩行を組み合わせるのは容易ではない。ロボット技術者たちは、数十年かけて二足歩行技術の完成を目指してきたが、ロボットがわたしたちの身の回りを当たり前に歩き回る世界は実現していない。

課題のひとつとしては、2本脚のロボットをその場にバランスを保ちながら立たせておくのには、多大なエネルギーを要することが挙げられる。ただ立っているだけでも、2本脚のロボットは絶えず姿勢を修正し続けているのだ。でも実は意識していないだけで、人間も同じことをしている。

こうしたアイドリングのような動作をより効率化できる見込みは、LEONARDOの登場によって高まったと言っていい。ボディを小刻みに動かしながら姿勢を修正する代わりに、スラスターをドローンのように稼働させて2本脚を支える。脚そのものは地面に接したままなので、プロペラの回転によってエネルギーを消費しながらロボットをもち上げておく必要はない。

「ある意味、重力の法則に逆らっているようなものなのです」と、LEONARDOの共同開発者でカリフォルニア工科大学の航空研究所（GALCIT）所長を務めるモルテザ・ガリブは言う。

安定性に欠ける二足歩行

二足歩行にはもうひとつ課題がある。2本の脚で歩けば、どうしても安定性に欠けてしまう。つまり、2本脚のロボットは起伏の激しい場所で苦戦を強いられる運命にある。

それは数年前に開かれた米国防高等研究計画局（DARPA）主催のロボット競技会で、十分すぎるほど証明された。そこではヒト型ロボットたちが相次いでバタバタとうつぶせに倒れたのだ。ひとたび足を踏み外したり地面に少しでも変わったことがあったりすると、ロボットはたちまち転んでしまっていた。

このことは二足歩行ロボットにとって、とりわけ大きな問題だと言えるだろう。なにしろ二足歩行ロボットは、まだ自力で起き上がれるだけの器用さを身に付けてはいないからだ。

これに対してLEONARDOは、歩行が難しい場所では基本的に体を浮かせることができる。だから、たとえつまずいても悲劇は最小限に抑えることができるだろう。斜面を登るといった本当に厳しい状況では飛び上がることができるので、苦労してよじ登る必要もない。

「スラスターをオンにしてジャンプしてから飛行モードに切り替えたあと、今度は2本脚でどうやって着地するかが問題になるでしょうね」と、ラメザニは言う。

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2本脚のロボットが火星に行く日

ここまでくると「いつの日か火星へ探索に……」という希望が芽生え始めるのではないだろうか。現にカリフォルニア工科大学は米宇宙航空局（NASA）と連携して、火星でヘリコプター型のドローンを飛ばすプロジェクトに取り組んでいる。ドローンなら荒地を避けて進み、火星の表面を車輪付き探査機よりも高速で巡回できるはずだ。

ただし、バッテリーを消耗することなくその場にとどまれるのが探査機の利点であるのに対して、ドローンはホヴァリング中にも動力を必要とする。「火星でヘリ型ドローンを飛ばす構想には相当に大きな制約があるでしょうね。さまざまなサンプルを採取したり岩を観察したりするには、もっと飛行できる時間を長くして機体を安定させる必要があります」 と、ガリブは指摘する。

どうすれば、起伏の激しい火星の表面でLEONARDOのような脚付きロボットを従来型のドローンよりも効率的に移動させることができるのか──。ガリブらのチームはその答えを見つけるべく、こうしたロボットの脚を着地させ、少ない動力でスラスターを稼働させる方法を探っている。

災害救助にも応用

研究者たちはまた、LEONARDOを地球上で活用することも検討している。例えば、いわゆる「空飛ぶ救急車」である救急ドローンの“助手”として働かせるといった具合だ。こうしたロボット以外に立ち入ることはできないような現場から、けが人を救い出すこともできるだろう。

ちなみにカリフォルニア工科大学は、コンピューター用の冷却ファンを1,300台並べて強風を送り、救急ドローンの小型モデルがどれほど耐えうるのか実験している。もちろん、ロボットが人の助けを借りずに、動けないけが人を自力で地面から救急ドローンに運び入れなければならないという課題はある。しかしLEONARDOの研究チームが、いずれその課題に取り組む日はやって来るはずだ。

念のために申し添えると、いますぐにも歩きだしそうな二足歩行ロボットは、世界中でLEONARDOただひとつではない。LEONARDOはいくつもの事例を提供することが見込まれるが、それはAtlasをはじめとするこれまでのヒト型ロボットについても同じように言えることだ。

そうは言っても、LEONARDOのようなロボットに近所を歩き回られるのは嫌だという人もいるかもしれない。だがおそらく、こうした新タイプの二足歩行ロボットは地球上で足場を固め、その先の宇宙へと歩みを進めていくことになるのだろう。