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Aug 25, 2023

テクノロジーがロボットに人間性を与える

エリザベス・モンタルバーノ | 2023 年 8 月 30 日 ロボットを開発する科学者にとっての重要な目的の 1 つは、人間と同じような触覚をロボットに提供し、物体をつかんで操作できるようにすることです。

エリザベス・モンタルバーノ | 2023 年 8 月 30 日

ロボットを開発する科学者にとっての重要な目的の 1 つは、人間と同様の触覚をロボットに提供して、物体の構成に適した方法で物体を掴んだり操作したりできるようにすることです。

ロンドンのクイーンメアリー大学の研究者らは、より高い測定精度を達成するために、他のセンサーでは考慮されないパラメータを直接測定できる新しい低コストセンサーを開発したと発表した。

他のセンサーはカメラ画像によって取得された触覚情報を介して相互作用力を推定しますが、L3 F-TOUCH センサーは物体の形状を測定し、それと相互作用する力を決定できます。 研究を主導した同大学のカスパー・アルトホーファー教授は、これにより利点が得られ、ロボットのハンドやグリッパーとそれらが相互作用する物体との間の、より人間に近い感覚的なつながりへの道が開かれると述べた。

「L-3 F-TOUCHは、より高い測定精度とより広い測定範囲を実現するミラーシステムを備えた統合された機械式サスペンション構造を通じて相互作用力を直接測定します」と同氏は述べた。 「このセンサーは、力の測定値を形状情報から切り離すように物理的に設計されています。そのため、競合他社と比較して、検出される 3 軸の力は接触形状の影響を受けません。」

また、このセンサーは軽量かつ低コストで、埋め込まれた無線通信を使用して動作するため、既存のロボットハンドやグラスパーを改造するための手頃な価格のオプションになる可能性があるとアルトファー氏は付け加えた。

人間の手は、圧力、温度、質感、痛みなどの多くのことを感知することができ、単に物体を持ち上げて握るだけで、その物体が何であるか、その大きさ、形状、その他の特性を知ることができます。 しかし、現在のロボットのグリッパーやハンドのほとんどは、統合された触覚機能が欠如しているため、これらのことを実際の手のように行うことはできず、物体の取り扱いが困難になります。

エラストマー製のL3 F-TOUCHセンサーは、物体の表面に接触すると、コンパクトなサスペンション構造により接触時に変位します。 これは、外力にさらされた高解像度の接触形状を測定するためにゴム状の材料であるエラストマーが変形するときに発生します。

このセンサーは、ARTag と呼ばれる特別なマーカーの検出を使用して、エラストマーの変位を追跡します。 研究者らによると、これにより、研究者はキャリブレーションプロセスを通じて 3 つの主軸 (x、y、z) に沿った接触力を測定できるようになり、ロボットハンドが掴む物体とのより直接的な相互作用が可能になります。

このチームは、その研究に関するレポートを雑誌「IEEE Robotics and Automation Letters」に掲載しました。

アルトファー氏は、このセンサーは、将来的には物体を扱い、複雑な操作タスクを実行できる、より高度で信頼性の高いロボット工学への道を開く可能性があると述べた。 また、これらの装置を装備したロボットは、ロボットが握っている物体を操作する方法についてより人間に近い感覚を持っていることを知り、それらの機械を操作する人間に大きな安全感を与えることができます。

研究者らは、この装置の将来の研究を、3つの主軸に沿った力だけでなく、ねじ締めなどの作業中に経験する可能性のあるねじれなどの回転力を、正確かつコンパクトなまま測定できるように拡張することに焦点を当てる予定である。

「これらの進歩により、患者のリハビリテーションや高齢者の身体的サポートなど、人間とロボットのインタラクション環境においても、操作タスクにおいてロボットのよりダイナミックで機敏な触覚が実現できる可能性があります」とアルトファー氏は述べた。

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