美しきモーション制御？
MoMAに見るメカトロ芸術

[2008年08月号]

ニューヨーク近代美術館（MoMA）で開催された特別展「デザインとしなやかな心（Design and the Elastic Mind）」から、モーションコントロールとメカトロニクスが絡んだ展示品を拾った

By Joseph Ogando

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Festo社のメカトロニクスを利用したオニイトマキエイ・ロボット。流体筋アクチュエータを向かい合わせのペア状に配しており、水中を遊泳する
提供：Festo社

　美術館が、実際に動く最先端のモーションコントロールやメカトロニクスシステムの展示の場となることはあまりないだろう。しかし、これらのシステムを設計するエンジニアは、彼らが創作したベストの作品ならば、物を動かしている科学の力に少しだけ芸術性を融合させているのではないかと前から考えていたとしても不思議はない。

　ニューヨーク近代美術館（MoMA：The Museum of Modern Art, New York）は最近、その種の展示会を開いた。「Design and the Elastic Mind」（http://rbi.ims.ca/5716-533）と題し、学芸員のPaola Antonelli氏の言う「サイエンスとデザインの互恵関係」を披露した。「これは、科学者とエンジニアがデザインに夢中になったときに起こる」と同氏は言う。しかし、その逆もある。

　この展示会は同氏が「（芸術、メカトロニクス、デザイン、サイエンス間の）境界を破壊する、あるいは破壊する可能性のある技術」と考える200点以上の作品で満たされていた。5月に終了したこの展示会はオンラインでまだ見ることができる。この展示会は、規模、機能、創造性においてさまざまな技術を取り上げた。例えば、ナノテクノロジーが脚光を浴びた。また、3次元プリンティング（P.32の囲み記事参照）や、環境デザインにも同様に注目が集まった。機械設計の分野の興味深い作品では、生物学的に示唆された有機的な設計を特色としていた。「自然は、理にかない簡潔で、洗練された方法で物を形作る」と同氏は言う。

　最新鋭のモーションコントロール、特にメカトロニクスに関連したものがこの展示会の数部門にまたがって出品された。ここでは3つの傑出した作品を紹介する。

生物学から創出したエイ

　ドイツFesto社は、生物学に示唆を受けてメカトロニクスを利用して開発した「遊泳する水中のエイ（Aqua Ray）」と「飛行する空中のエイ（Air Ray）」を展示した。Antonelli氏は、その外面的な形状だけでなく、その推進システムに見られる自然の示唆に注目してこれらの作品を見所の一つに加えた。

　Air Rayには同社が開発した流体筋（fluidic muscle）（http://rbi.ims.ca/5716-534）を複数使用しており、空気圧シリンダなどのアクチュエータの代替として機能する。これらの流体筋は、アラミド繊維で強化したエラストマチューブで出来ており、圧縮空気または液体で瞬時に満たされると、瞬時に収縮し、けん引力を発生する。このダイナミクスは生物学的な筋肉に近いとAntonelli氏は指摘する。自然界の筋肉と同じように、これらの人工筋肉は縮むことで力の減衰を起こす。

　しかし、初期力や、力の到達スピードが重要である。Festo社Corporate Design CenterのElias Knubben氏は、0.6MPa（６bar）まで空気を充てんすると6,000Nの力を発生する流体筋を開発したと語る。

　応答速度も速く、最高周波数は100Hzである。同格の空気圧アクチュエータよりも25％以上小型で、比較的小さなスペースに収まる。

　Aqua Rayの場合、流体筋はマンタが実際に推進するときの翼の羽ばたきを模倣した対抗するペアの筋肉として動作する。このAqua Rayシステムは、小型のベーンポンプを使用して圧力を流体筋に供給する。このとき“腱”として機能するSpectraコードが力を流体筋から翼に伝達する。1本の腱の55mmの動きが翼では垂直方向550ｍｍ以上の振幅になる。

　Aqua Rayの飛行版であるAir Rayはヘリウムガスが封入されており、実際のマンタが翼の羽ばたきから推進力を得る方法を取り入れている。この場合は、翼は独Torcman社の小型モーターで駆動している。