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» 2018年01月12日 11時30分 公開

情報化施工:人と機械が協働しやすく、「からくり」ロボットハンドを新開発 (1/2)

NEDOとダブル技研、都立産業技術高専は、単純な制御だけで多様な形状のワークを安定して把持できるロボットハンド新機構の開発に成功したと発表した。複雑な電子制御への依存を最小限に抑え、高性能なロボットハンドが実現できる。

[松本貴志,BUILT]

手の構造を機械的に模倣したロボットハンドの「からくり」

 NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)とダブル技研、東京都立産業技術高等専門学校は2018年1月11日に都内で会見を開き、単純な制御だけで多様な形状のワークを安定して優しく把持できるロボットハンド新機構の開発に成功したと発表した。手の構造を模倣した機械的な機構が特長で、複雑な電子制御への依存を最小限に抑えた高性能なロボットハンドが実現できる。

人の手に近い形状を持つ「F-hand」(クリックで拡大)

 ロボットの産業利用がますます進展する現在、どんなものでも把持できるロボットハンドは有用性が高く、人とロボットの協働可能性をさらに拡大する技術となる。従来の一般的なロボットハンドは、定形で硬いワークの把持は得意とする一方で、果物のような柔らかく形や大きさが定形ではないワークや、工具のような人間の手に最適化された形状のワークを傷つけずに把持することが難しいといった課題があった。

 その課題を克服するため、ロボットハンドに多数のセンサーやモーターを取り付け、各関節の角度や力を複雑に電子制御する解決策も提案されているが、この解決策ではコストや耐久性といった面で問題を抱えているという。

 これら課題を可能な限り電子制御に依存せず、機械的な構造で解決を目指したのが今回の「からくり」となる。からくりの基礎開発研究を主導した都立産技高専の深谷直樹准教授は「人の手を詳細に分析し、手の器用さを実現した」と説明する。

 このからくりは

  • 手に似た骨格構造を持ち、ロボットハンドの指部分に加えて手のひら部分でもワークを把持できる自由度を持つ
  • ロボットハンドの関節をリンク機構で結合し、ワークの形状に応じて関節が把持に最適な屈曲角度と入力を機械的に自動で行う
  • 指先が微妙に回転することによる「指先なじみ機能」で薄物ワークの把持性を高める

ことが特長となる。同機構らは、これら特長をまとめて「協調リンク機構」と総称している。

「協調リンク機構」の概要(クリックで拡大) 出典:東京都立産業技術高等専門学校

 協調リンク機構を採用したロボットハンドは、全ての関節がリンクで接続されているため、関節動作に必要なサーボモーターやアクチュエーターを大きく減らすことができたという。また、機械的な機構によりワークを安定して把持できるため、ロボットの用途によってはセンサーなどの電装系や複雑な制御プラグラムを開発する負担が軽減するとした。

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