これらの「マイクロフライヤー」は、ドローンから投下されると、三浦織りの折り紙を使って、空中を転がりながら外側に分散する状態から、まっすぐ地面に落下する状態に切り替わる。フライヤーを分散させるため、研究者たちは、搭載された圧力センサー（高度を推定）、搭載されたタイマー、またはブルートゥース信号といったいくつかの方法を用いて、各デバイスが移行するタイミングを制御している。
マイクロフライヤーの重さは約400ミリグラム（釘の約半分）で、微風の中、40メートルから投下すると、サッカー場1面分の距離を移動できる。各デバイスには、電池不要のアクチュエーター、太陽光発電回路、コントローラーが搭載されており、空中で形状を変化させるトリガーとなる。また、マイクロフライヤーにはセンサーが搭載されており、上昇中に温度や湿度などの状況を調査することができる。
研究チームは、この成果を9月13日付の「Science Robotics」誌に発表した。
共同研究者であるポール・G・アレン・スクール・オブ・コンピュータ・サイエンス＆エンジニアリングのVikram Iyer助教授は次のようにコメントする。
折り紙を使うことで、マイクロフライヤーの新しいデザイン空間が開けます。
私たちは、葉に見られる幾何学模様にヒントを得た三浦折りという折り方を、パワーハーベスティングと小さなアクチュエータと組み合わせることで、空中でさまざまな種類の葉の飛び方を模倣できるようにしました。折り紙を広げた平らな状態では、ニレの葉のように風に吹かれて無秩序に転がる。しかし、折り畳んだ状態に切り替えると、周囲の気流が変化し、カエデの葉が落ちるのと同じように安定した降下が可能になる。このエネルギー効率の高い方法によって、マイクロフライヤーの降下をバッテリーなしで制御することが可能になりました。
これらのシステムは、以下の特徴を有する。
- デバイスは信号の前に誤って折り畳まれた状態に移行するのを防ぐのに十分な剛性がある。
- 状態遷移が速い。デバイスに搭載されたアクチュエーターは、折り畳みを開始するのに25ミリ秒しか必要としない。
- 電源につながれていない状態で形状を変化させる。マイクロフライヤーの集電回路は、太陽光を利用してアクチュエーターにエネルギーを供給する。
小さなマイクロフライヤーを使って、気温や照明条件、その他の環境要因が大気圏を降下する際にどのように変化するかをモニターすることができる。このようなマイクロフライヤーのネットワークは、研究者がデジタル農業や気候変動の監視など、何が起こっているのかをイメージするのに役立つという。
本研究は、ムーア財団フェローシップ、全米科学財団、全米GEMコンソーシアム、グーグル社フェローシッププログラム、Cadence社フェローシッププログラム、ワシントンNASAスペースグラントフェローシッププログラム、SPEEA ACEフェローシッププログラムの助成を受けたという。
