北陸先端科学技術大学院大学ＡＩ知性研究領域のホ アン ヴァン教授と、英国キングス・カレッジ・ロンドン准教授が共同で主導する研究グループは、把持機能と触覚センシング機能を一体化したソフトロボットグリッパ『ＥｌｅＴａｃ』を開発した。

ソフトロボットは、人や壊れやすい物体に安全に触れられることから、家庭や医療、サービス分野での活躍が期待されています。しかし、物体をやさしくつかみながら、接触位置や力、自身の形状変化を同時に把握することは難しく、より器用なロボットの実現に向けた課題となっていた。

今回開発したＥｌｅＴａｃは、ゾウの鼻先に着想を得た柔軟な構造と、視覚ベースの触覚センシング技術を組み合わせることで、この課題を解決。ＥｌｅＴａｃは、多様な物体を傷つけずに把持するとともに、接触位置や力、物体形状、自身の姿勢を単一のカメラで推定できる。

砂の中から物体を探し出す作業や食器洗いなどの家庭内作業でも高い把持・知覚性能を実証しており、家庭や病院、食品ハンドリングなど、人と協働するロボットへの応用が期待される。

□高い把持性能を維持

ソフトグリッパは、柔軟な材料や構造、駆動機構を利用した新しいロボットハンド。硬いロボットハンドと比べて、周囲の環境や人と安全に接触できるため、食品や壊れやすい物体を扱う用途で注目されている。

一方で、ロボットが器用に作業するためには、物体をつかむだけでなく、「どこに触れているか」「どのくらいの力が加わっているか」「物体の形状はどうなっているか」といった情報を取得する触覚センシング機能が重要。

しかし、柔らかい材料は大きく変形するため、グリッパ全体に触覚センサーを組み込みながら、高い把持性能を維持することは容易ではなかった。

研究グループは、この課題を解決するため、視覚ベース触覚センシング機能を備えた空気圧駆動型ソフトグリッパ『ＥｌｅＴａｃ』を開発した。

ＥｌｅＴａｃは、ゾウの鼻に着想を得た柔軟な構造を採用し、空気圧によって閉じることで、多様な形状の物体をやさしく把持できる。また、内部に配置した単一のカメラにより、エラストマー全体の変形を観察し、接触位置や接触程度、物体形状、自身の姿勢など複数の触覚情報を同時に取得が可能となった。

包括的な把持・知覚実験の結果、ＥｌｅＴａｃは物体操作と触覚センシングを一つの設計で高いレベルで両立できることが確認された。研究グループによると、視覚ベース触覚スキンで全面を覆い、自己受容感覚と外受容感覚、さらに把持機能を統合したソフトロボットグリッパはＥｌｅＴａｃが初めてだという。