ソフトロボット

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柔らかいロボット

ロボットというと、硬い金属で覆われたいかついイメージがうかびます。ですが、「ベイマックス」のような柔らかなロボットの開発も行われています。2015年2月に理化学研究所が発表した「ROBEAR」もそうした柔らかいロボット(ソフトロボット)の一つです。白くまのゆるキャラのような愛嬌の顔、白い外観、柔らかい肌など、ベイマックスとよく似ています。

一口に柔らかいといっても、生物のような柔軟性のある皮膚で覆われたような「触感的」な柔らかさもあるでしょうし、金属製であっても蛇のようなくねぐねとした動きのできる「身体的」な柔らかさもあります。状況に柔軟に対応するといった「知能的」な柔らかさもあります。ここでは、触感的な柔らかさを備えているロボット(ソフト・ロボット)について取り上げてみます。

ROBEAR

ROBEARは、介護者不足が社会問題となる中、ロボット技術で介護の負荷軽減を行なうことを目的として開発されました。介護の現場では、体に負荷のかかる仕事が多く、そうした重労働のために腰痛に悩まされている介護士がたくさんいるといいます。介護士の確保が現場では大きな課題となっていますが、こうした重労働が介護士のなり手が少ない大きな要因ともなっています。そこで、負荷が大きな作業をロボットに行わせて、介護者の負荷を軽減させ、ひいては介護士不足を補おうといういうわけです。

研究開発は理研と住友理工の連携によって行われ、2009年に、腕を用いて移乗介助を行う人型ロボット「RIBA」を、2011年には、ゴム製の触覚センサを用いて床からの抱き上げを可能とした「RIBA-Ⅱ」を開発しています。こうした技術を継承しながら、介護の現場でよく行われる立った姿勢での抱きかかえや起立補助などの場合でも、被介護者(高齢者)に不安を感じさせないように、柔らかく接触でき、かつ力強い、新しい介護ロボットとして開発されました。

softrobotics_005衝突や接触時に柔らかく対応でき、人と接触しながら動作を行うため、ロボットの表面で外部からの接触状態を検知する触覚センサなど3種類の力覚センサを採用し、接触状態を高精度に検出できるようにしてあります。今後、研究用のプラットフォームとして利用されます。

(http://rtc.nagoya.riken.jp/ROBEAR/ より)

 ニューボティックス社のロボットアーム

アメリカのニューボティックス社のロボットアームは、外側の素材は丈夫なファブリックで、空気も水も通らない作りで、空気圧で関節を曲げたり延ばしたりできます。筋肉のようにアームの中がいくつもの空気室で構成されていて、空気室に送り込む空気の圧力を変えることで、アームの動きが操作します。 手先にあたる部分まで曲げたり延ばしたりすることができ、決まった形状のものならば難なく把握できそうです。

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(https://newspicks.com/news/799464/body より)

ソフト・ロボティクス社のエンド・エフェクター

アメリカのソフト・ロボティクス社のエンド・エフェクターは、「つかむ」ということに特化し、ロボットの手先にあたる部分だけを開発しています。このロボットの手先は、柔らかなプラスティック製の蛇腹状の指が何本もついていて、これが延びたり縮んだりしてモノをつかみます。ソフトなのでちょっとひっかかったりしても、すぐに指のかたちを整え直してつかみ直すことができます。堅い手先しかないロボットは、決まった寸法にしか対応できませんが、このロボットはひとつの手先でいろいろな形状のものをつかむことができます。

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(https://newspicks.com/news/799464/body より)

 MITの魚ロボット

この魚ロボットは、シリコーンゴム製の頭部・尾部と、内部機構を保護するプラスチック製の胴体部から構成されており、内部にバッテリーや作動システム、コンピュータなどが搭載されたいわゆる自立型ロボットです。 ロボットには炭酸ガスが内蔵されており、炭酸ガスを操作することで進路変更や速度変更が制御します。今のところ、回避動作を20~30回すると炭酸ガスを使い切ってしまうため、長時間の使用はできないそうです。

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(Soft Robotics http://online.liebertpub.com/doi/full/10.1089/soro.2013.0009 より)

 ハーバード大の柔軟ロボット

ハーバード大学のこのロボットは、タコによく似ていて、脊柱と四肢に入っている膨張・収縮可能なゴムポリマーによって、ロボットが変形や運動することができます。長さ18cmで低重心設計なので安定性が高く、危険場所での作業、過酷な作業、超精密作業などを人間に代わって行うことが可能とのことです。

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(http://www.j-tokkyo.com/2011/12/05/41659.html より)

soft robotics toolkit

ハーバード大学やダブリン大学などが共同で開設したサイトで、柔らかい素材を使って作るロボット「soft robot」に関するありとあらゆる情報がオープンソースで共有することが出来ます。例えば、柔らかい素材を用いたロボット技術とは、「soft robotics toolkit」の理念とはといったものが理解できます。

 

(soft robotics toolkit http://softroboticstoolkit.com/ より)

 

(執筆中)

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