ロボット義指に加わる力の詳細を検出可能
ロボット義指に加わる力の詳細を検出可能 / Credit:Georg Martius(Max Planck Institute)et al._Fingertip sensitivity for robots(2022)
robot
Fingertip sensitivity for robots https://is.mpg.de/en/news/fingertip-sensitivity-for-robots Fingertip Sensor Lets Prostheses Feel Applied Force https://www.medgadget.com/2022/03/fingertip-sensor-lets-prostheses-sense-applied-force.html
A soft thumb-sized vision-based sensor with accurate all-round force perception https://www.nature.com/articles/s42256-021-00439-3

2022.03.04 Friday

触れられた感覚がわかるロボットの指を開発!

近年、ヒトと暮らすロボットの開発が進んでおり、科学者たちは、できるだけ人間と感覚を共有できるとボットの開発を目指しています。

そのためには、人間に近い触覚を再現する技術が欠かせません。

ドイツのマックス・プランク研究所(Max Planck Institute)知能システム科に所属するゲオルグ・マルティウス氏ら研究チームは、そんな触覚を再現するロボット義指を開発しました。

これはロボットの指に加えられた力の位置や大きさ、方向など触覚を正確に把握する技術です。

研究の詳細は、2022年2月22日付の科学誌『Nature Machine Intelligence』に掲載されました。

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人間と同じ感覚を共有できるロボット

近年、ロボット技術の発展に伴い、執事、介護、医療などの業務をこなすロボットの開発が盛んになってきています。

人間と一緒に暮らしながら、生活のサポートをするロボットたちは、人間に怪我をさせないために、どうしても繊細な触覚システムが必要になります。

”どの部分にどのくらいの力加減で触れているのか?”を示す触覚は、介護などで人間に触れたり、物を壊さないように扱うためには必須の感覚だからです。

こうした背景もあって、マルティウス氏ら研究チームは、触覚を再現できる新しいロボットの義指を開発しました。

義指の内部にはLEDライトとカメラが内蔵されている
義指の内部にはLEDライトとカメラが内蔵されている / Credit:Georg Martius(Max Planck Institute)et al._Fingertip sensitivity for robots(2022)

この義指は、外部フレームと、それを包む柔らかいゴムで形成されています。

何かを触ったり物が当たったりすると、ゴムの皮膚が凹み、圧力を検知できるようになっているのです。

この触覚システムの秘密は、ロボット義指の内部にあります。

外部フレームの内側は空洞になっており、そこにリング状のLEDライトとカメラが内蔵されているのです。

内部の模様の変化で、義指に加わった力を検知
内部の模様の変化で、義指に加わった力を検知 / Credit:Max Planck Institute for Intelligent Systems(YouTube)_Fingertip Sensitivity for Robots – a publication in Nature Machine Intelligence(2022)

まず赤青緑の3色のLEDライトの光が義指の内部を照らします

そして義指の外部が何かに触れ、内部形状が変形すると、LEDライトのカラフルな模様もそれに伴って変化します。

この模様の変化をカメラが監視しており、変化パターンに応じて、加わった力の大きさや位置、方向を算出するのです。

さらに最先端のディープラーニング(機械学習のひとつ)によって自動学習し、わずかな力でも正確に検出できるようにしました。

研究チームは、「今回開発した技術は、形状や精度が異なるさまざまなロボット部品に適用できる」と述べています。

触覚の再現は非常に複雑な技術ですが、今回の研究はかなりシンプルな発想で設計されていて、幅広い応用が期待できる可能性があります。

もし、この技術で得られた触覚を、人間の脳にフィードバックできるなら、義肢技術(義手や義足)の分野でも、機械で補った体のパーツを、本物の体のように機能させることも可能になるかもしれません。

人間と感覚が共有できる機械は、今後の世界で重要となる技術です。

義肢やロボットは、また一歩、人間に近づけたのかもしれません。

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