2017
Ready to Crawl
このロボット群は二つの特徴を持っている。
一つは、動作構造の一体出力である。本プロジェクトにおいてはロボットの胴体も脚部も、それに付随する動作構造も全てのパーツが一回のSLS（粉末焼結）で出力される。まるで生物が生まれるように完成された状態で出力され、モーターを差し込んでスイッチを入れるだけで歩き始める。
もう一つの特徴は、このロボット群の背骨に当たる中心軸に設けられた「3Dカム」と呼ばれる構造にある。回転する3Dカムには、それぞれの脚の歩行動作に対応する軌跡がダイレクトに溝として刻みつけられており、これを脚の付け根がなぞることにより、なめらかで連続的な運動が発生する。それぞれの溝には位相差が設けられており、ムカデなどの多脚動物に見られる、波打つような歩行動作を実現している。
一般的に3Dプリンタは精密機械加工に比べるとかなり精度が落ちるため、従来の動作機構に用いると摩擦やバックラッシュが大きく、うまく動作しない。そのため、これまでは静的構造物に使われることが多かった。しかし私たちは、そもそも自然界の生物の動きが必ずしも精密な位置制御によって実現されているわけではないという点に着目し、なめらかな3次元動作を直接に発生させるルーズな構造を考案することにより、生命感のある動きを実現した。
本プロトタイプはAMを前提とした機構学の新しい可能性を開くものとして、世界中の研究者に注目され、多くの賞を獲得している。
素材: ナイロン
寸法: 150 x 255 x 85mm
プロジェクト開始: 2015年 / 完了: 2017年
デザイン: 杉原寛、山中俊治
Ready to Crawl is a series of walking, organism-like machines inspired by motifs such as centipedes, lizards, hermit crabs, and radiolaria, all designed to take advantage of the unique characteristics of AM (3D printing).
This group of robots has two defining features.
The first is the fully integrated output of the motion mechanism. In this project, every part of the robot—its body, legs, and all accompanying motion structures—is produced in a single selective laser sintering (SLS) print. Like a living creature being born, the robot emerges fully formed; once a motor is inserted and the switch is turned on, it immediately begins to crawl.
The second feature lies in the transmission mechanism placed along the central axis, functioning as a spine, known as the "3D cam." The rotating 3D cam has grooves directly carved into it that correspond to the walking trajectory of each leg. As the base of each leg traces its respective groove, smooth and continuous motion is generated. Phase differences are embedded into the grooves, producing the undulating gait seen in many-legged animals such as centipedes.
Ordinarily, 3D printers have significantly lower precision compared to conventional machining, which makes traditional mechanical linkages prone to excessive friction or backlash, often causing them to fail. For this reason, AM has typically been used mainly for static structures. However, we focused on the fact that movements in nature are not necessarily achieved through precise positional control. By designing a deliberately loose mechanism that generates smooth three-dimensional motion, we achieved movements with a striking sense of life.
These prototypes have opened up new possibilities for mechanism design premised on AM, drawing attention from researchers worldwide and earning numerous awards.
MATERIAL: Nylon
DIMENSION: 150 x 255 x 85mm
PROJECT STARTED: 2015 / COMPLETED: 2017
DESIGNER: Hiroshi Sugihara, Shunji Yamanaka
Photo by Yasushi Kato
