物体に触れずに「つかめる」ロボットアームが開発される

technology 2020/01/24

Credit: ETH Zürich / Stefan Weiss
point
  • 対象に触れることなくグリップできる、新型のロボットアームが開発される
  • 超音波で作られる圧力場を用いることで、対象となる物体を空中にホールドしておくことが可能

ロボットアームの登場は産業界に大きな変化をもたらしましたが、問題点もあります。小さくて、脆い部品をグリップする際に損傷させることがあるのです。

これは時計製造や半導体産業の現場にはつきもので、その度に無益なコストを排出してしまいます。

そこでETHZ(スイス連邦工科大学チューリッヒ校)の研究チームは、対象に触れることなく、グリップできる新型のロボットアームを考案しました。

これには、「音響浮揚(Acoustic levitation)」という物理学効果が使われており、物体を宙に浮かせられるのです。

超音波で物体をホールド

音響浮揚は、超音波を用いた浮遊現象です。

超音波は、人間が見ることも聞くこともできない圧力場を作り出します。圧力場は超音波同士が重なり合うところで発生し、小さな物体なら、圧力トラップ内にとどめておくことができます。

例えば、動画内のように水滴をホールドすることも可能です。

研究主任ののマーセル・シュック氏は、「この音響圧力をロボットアームに応用しよう」と考えました。

ロボットアームは、2つの半球型グリッパーを向かい合わせにし、互いに超音波を放出することで圧力場を作り出します。

マーセル・シュック氏/Credit: ETH Zürich / Stefan Weiss

両グリッパーには、多数のスピーカーが内蔵されており(ここから超音波を放出する)、それらをソフトウェアと連動させることで、超音波の向きをコントロールします。

これにより、ホールドする物体のサイズや形状に合わせて、適切な圧力場に変化させられるのです。

まだ改良段階にありますが、最終的には、物体を落とすことなしに、リアルタイムで圧力場を自由に移動させることを目標にしています。

グリッパー内部のスピーカー/Credit: ETH Zürich / Stefan Weiss

さらに、この技術は経済的な有益性も見込めます。

従来のロボットアームは、対象が変わるごとに、それに合わせて別の形のアームを用意する必要があり、コストも増加していました。

しかしこの音響グリッパーなら、対象の形状に合わせて適切な圧力場を作れるので、1タイプであらゆる物体に対応できます

このロボットを応用できる分野は、潜在的にたくさんあるはずです。特に、高価な微細部品を扱う産業にとって利便性の高いものとなるでしょう。

研究チームは今後2021年春までの完成を目指し、その後、実用化に向けて動くとのことです。

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reference: ethz.ch / written by くらのすけ
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