もし、あなたの指の先に乗るほど小さなロボットが、自由自在に空を飛び回れるとしたらどう思いますか？
しかも、そのロボットには電池もモーターもついていないのに、空中でピタリと止まったり、くるりと向きを変えたり、壁にぶつかってもすぐに立ち直ったりするのです。
この不思議なロボットを開発したのは、アメリカ・カリフォルニア大学バークレー校（UCB）の研究者たちです。
彼らが作り上げたのは、翼の直径が9.4ミリ、重さはたったの21ミリグラムという「世界最小の無線飛行ロボット」です。
研究の詳細は、2025年3月28日付の科学誌『Science Advances』にも掲載されました。
目次
- 極小ロボットの飛行を可能にしたのは「磁場」だった
- マルハナバチの知恵が込められた「世界最小の無線飛行ロボット」
極小ロボットの飛行を可能にしたのは「磁場」だった
極端に小さいものを空中に浮かせることは簡単ではありません。
なぜなら、空気抵抗に対して極めて敏感になり、ちょっとした揺れや風でもすぐに不安定になってしまうからです。
また、従来のドローンにはバッテリーやモーター、制御回路といった装置が必要でしたが、それを数十ミリのサイズに詰め込むのはほぼ不可能だからです。
しかし、UCバークレーの研究者たちはこの難題を見事にクリアしました。
彼らが開発したこの直径1cm未満のロボットは、バッテリーもモーターも搭載していないにもかかわらず、安定して空を飛ぶことができます。
その秘密を理解するために、中学校の理科の授業で使う棒磁石を思い出してください。
磁石の近くにクリップを置くと、何もしなくてもスッとくっつきますよね。
この「見えないけれど力を持った空間」が磁場です。
今回のロボットは、まさにこの磁場の力を使って飛んでいるのです。
外からかけられた交流磁場と、ロボット内部に仕込まれた小さな永久磁石との相互作用によって、トルク（回転力）が発生します。
それによって、ロボットの回転翼がくるくると回り、空気を押し下げる力――つまり揚力が生まれ、機体が空中に持ち上がるのです。
まるで見えない“磁場の手”がロボットを支えているかのようです。
さらに、このロボットには「バランスリング」と呼ばれる構造が加えられています。
これにより、回転によって生じるジャイロ効果、つまり回ることで姿勢を安定させる力が発生。揺れや傾きを自動で補正することができます。
コマを勢いよく回すとまっすぐ立ち続けるのと同じ原理ですね。
子和得て、この新しい小型ロボットには、自然界の知恵も収められています。
マルハナバチの知恵が込められた「世界最小の無線飛行ロボット」
このロボットのもう一つの秘密は、自然界の神秘である「マルハナバチ」から着想を得ていることにあります。
マルハナバチはずんぐりした重たい体を持つため、航空力学者から「理論上飛べない」とされてきました。
しかし、「なぜか自由自在に飛べる」という不思議な存在でした。
研究が進むにつれて、マルハナバチがその小さな羽を毎秒100回以上も羽ばたかせて、空気中に渦（ボルテックス）を作り出し、効率よく揚力を得ていることが分かりました。
彼らはそのようにして、その場でホバリングしたり、垂直にも水平にも自由に飛ぶことができるのです。
研究チームはこのマルハナバチの動きをヒントに、回転翼が生む空気の渦を人工的に再現し、ロボットがより少ないエネルギーで飛べるようにしました。
では、このロボットの性能はどのくらいすごいのでしょうか？
わずか21ミリグラムの機体は、バッテリーも搭載せず無線飛行できます。
また、空中で最大約0.5秒間の静止飛行（ホバリング）が可能です。
左右への旋回、上昇・下降、そして壁などにぶつかった後でもすぐに姿勢を立て直して飛び続けることができます。
さらに、このロボットの制御方法も革新的です。
ロボット本体にはセンサーやコントローラーがついておらず、すべての操作は外部からの磁場の変化によって行われます。
つまり、磁場の方向や強さを変えることで、まるで見えない“空間のリモコン”を操作するように動きを制御することができるのです。
では、この驚くべきミクロ飛行ロボットは、どんな場面で役立つのでしょうか？
研究チームは「小型飛行ロボットは小さな空洞や複雑な環境を探索するのに役立ちます」と述べています。
植物の隙間をすり抜けながら気温や湿度を測定し、農作物の管理を支援するスマート農業への応用が期待されています。
また、自然環境を壊すことなく野生動物の行動を観察するなど、生態調査や環境モニタリングの現場でも大きな役割を果たせるでしょう。
近い将来、指先に乗るほど小さなロボットたちが群れをなして空を飛び、私たちの生活を支えてくれる日がやってくるかもしれません。
参考文献
Record-breaking tiny robot offloads electronics to fly by magnetism
https://newatlas.com/robotics/worlds-smallest-untethered-flying-robot-magnetic-field/
UC Berkeley engineers create world’s smallest wireless flying robot
https://news.berkeley.edu/2025/03/28/uc-berkeley-engineers-create-worlds-smallest-wireless-flying-robot/
元論文
Untethered subcentimeter flying robots
https://doi.org/10.1126/sciadv.ads6858
ライター
大倉康弘: 得意なジャンルはテクノロジー系。機械構造・生物構造・社会構造など構造を把握するのが好き。科学的で不思議なおもちゃにも目がない。趣味は読書で、読み始めたら朝になってるタイプ。
編集者
ナゾロジー 編集部
