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TEPIA第19回展示併催イベント「ロボット&サイエンス@TEPIA」が開催

〜個性的なロボットとイベントが目白押し!

人間搭載型二足歩行ロボットと、ネットワークロボットの改造モデル

 3月3日、機械産業記念館(TEPIA)において、「ロボット&サイエンス@TEPIA〜遊んで、学んじゃおう!〜」展が開かれた【写真1】【写真2】。これは「TEPIA第19回展示 ちえものづくり展〜社会を豊かにする最先端技術〜」の併催イベントとして開催されたもの。

 本イベントでは、エンターテインメントロボットや接客ロボット、二足歩行ロボットなど、さまざまなロボットが展示されていたが、この中で最も目を引いた内容は、早稲田大学とバンダイの展示であった。


【写真1】機械産業記念館(TEPIA)において開催された「ロボット&サイエンス@TEPIA」 【写真2】3階ホールの模様。本イベントではさまざまなロボットが展示されていた。親子連れでスタンプラリーを楽しむ姿もみられた

 早稲田大学の高西研究室では、テムザックと共同で開発した人間搭載型二足歩行ロボットの最新モデル「WL-16IV」(Waseda-Leg No.16 Refined IV)を出展していた【写真3】【動画1】。二足歩行ロボットといってもヒューマノイド型ではなくて、二本足の上に人間が搭乗できるスタイル。この種のロボットでは世界初となるもの。


【写真3】早稲田大学が研究を進めている人間搭載型二足歩行ロボット「WL-16IV」。この種のロボットは、まだ数も少ない 【動画1】WL-16IVのデモンストレーション。階段の昇降が二足でしっかりとできている。体の不自由な人をサポートするマシンにしたいという

 体の不自由な人のためにクルマ椅子として利用する目的で開発したという。最初のモデル(WL-15)は2001年から開発に着手し、2003年末には人間を乗せた歩行に成功した(WL-16)。さらに2005年には腰のひねり機構を実現し、デモのような階段の歩行に成功。ロボット自体はすでに発表されているものだが、現在も改良を進めているところだという。

 搭乗型ロボットは人を上に乗せるため、搭載重量も大きくなる。そのために脚の機構を工夫して、並列に連結された6本の直動シリンダによるパラレルリンク機構を開発【写真4】。脚の剛性や出力を高めることや、空間内で物体を位置決めする最小自由度をベースに、片足を6本に決定したという。

 駆動系にはDCサーボモータを使い、タイミングベルトで動力を直動シリンダ(ボールネジ)に伝える【写真5】【写真6】。積載重量は、現在のところ最大94kgまで確認済みだという。ロボットの自重も合わせると150kgぐらいになり、積載重量比は約1.6と高い。この重さで移動するために、150WのDCサーボモータを両足で合計12個ほど利用し、効率良く動作させている。足首部分に6軸力覚センサ、腰部には姿勢角センサなどを搭載している【写真6】。

 動作速度は25cmの歩幅で、歩行周期は1秒ほど。今回のデモンストレーションでは、モーションの操作コマンドは無線LANで送っているが、後部に搭載されたFAコンピュータでモータなどをリアルタイムに制御している。組み込みOSには、少しマニアックなQNXを使用しているそうだ【写真7】【写真8】。

 制御系は従来から研究している二足歩行ロボットのアルゴリズムを継承。ロボットの上に人間が乗るため、操縦者の動きが外乱となり、同時に重心も移動するため、さらに高度な制御が必要になるという。いまのところロボットが稼働したときに、操縦者がどのように動くかのかシミュレートして、それを反映した動作モデルを事前に作成し、簡単なフィードバック制御をかけているそうだ。

 早稲田大学理工学研究所の菅原雄介氏(高西研 2足ロコモータ班 助手)は、「このロボットはテムザックと共同開発しているが、福祉機器としての実用化よりも先に、まずはエンターテインメント分野で機能を絞りこんで、信頼性の高い製品を作ろうと考えている」という。


【写真4】WL-16IVの脚部その1。WL-16IVの脚部その1。並列に連結された6本の直動シリンダによるパラレルリンク機構を採用 【写真5】WL-16IVの脚部その2。ギアドDCサーボモータの動力をタイミングベルトで直動シリンダ(ボールネジ)に伝える 【写真6】足首部分に6軸力覚センサ、腰部には姿勢角センサを搭載。また椅子の下に座面反力を取得するセンサも利用している(ただし現在は使っていない)。足首の機構は何度もつくり直したという

【写真7】後部にはFA用コンピュータを搭載。CPUはPentiumを、組込み用OSにはリアルタイム性を重視し、QNXを採用している 【写真8】操作コントローラは左右に用意されている。方向操縦用ボタンのほかに、階段の昇降用ボタンもある

【写真9】バンダイが昨年末に試験的に発売した「ネットタンサー」。IEEE 802.11b/g無線LANを採用。処理の重い作業はPC側で実行させる「リモートブレイン」機能が大きな特徴だ
 もう1つの注目製品は、バンダイが昨年末に試験的に発売を開始した「ネットタンサー」だ。これは30万画素のCCDカメラとWebサーバー機能、IEEE 802.11b/g無線LAN機能を搭載したネットワークロボットキットだ【写真9】。

 専用ソフトやWebブラウザによって、PCからロボットのWebサーバーにアクセスする【写真10】。処理の重い作業はPC側で実行させる「リモートブレイン」機能を備えており、絵や図形などの画像認識や、WAVファイルを再生してロボットに話をさせることも可能だ。ダイナミックDNSサービスなどを利用すれば、外出先からインターネットを介してロボットのサーバーにログインできる。ネットタンサー宛てのメールを取得したり、携帯メールにスクリプトを書き込んで実行する機能なども搭載している。

 特に面白かったのが、このネットタンサーを改造したデモンスレーション機だ。ネットタンサーのヘッド部(ネットワークユニット)を転用し、駆動部などを改造したロボットが紹介されていた【写真11】【写真12】。遠隔操作でお茶をふるまってくれる「給茶ママ」(キューティーママ)は、ダミーアームの部分に紙コップを置き、胸部にはお茶菓子が用意されている。さらに胴体スペースにポットが組み込まれ、お客さんが来たら給茶ママをリモート操作で動かす。紙コップやお茶菓子を取って、セルフサービスでお茶を入れてもらう形だ。いわば「動く手動販売機」のようなものだろうか。同様の発想でペット餌やりロボットなどもユーザー自身で製作できるだろう。

 一方、「フラワームーブメント」と名付けられたロボットは、植物を観察する鑑賞用ロボットだ。ネットタンサーにはヘッド部にCCDカメラが搭載されている。胴体部に花壇を付けて、離れた場所や外部から植物の成長を観察したり、日当たりのよい場所にロボットを移動させることも可能だ。今回は光センサなどは搭載されていなかったが、センシング機能を装備してロボットを自動で移動させたり、水やり機能などを付け加えるアイデアもあるそうだ。発想もさることながら、ネーミングもユーモアが利いていてグッドだ。

 バンダイの芳賀義典氏(生産・技術支援部開発支援チームマネージャ)は「エンターテインメントロボットは購入した後に、自分のアイデアを反映できないと成り立たない部分もある。こういった新しい発想でユーザーがさまざまなロボットを自発的につくってくれることが望ましい」と語る。

 このほかバンダイブースでは、いままで発売された多数のロボットも展示されていた【写真13】。これから数年後には、ネットタンサーのように、ロボットがネットワークと結びついて、日常生活で活躍する世界が開けそうだ。


【写真10】ネットタンサーを遠隔操作するためのWindows版のソフトウェア。矢印アイコンでロボットを操作。挨拶したり、Webカメラからの映像などを観ることが可能 【写真11】ネットタンサーを改造したデモンスレーション機その1。遠隔操作でお茶をふるまえる「給茶ママ」(キューティーママ)

【写真12】ネットタンサーを改造したデモンスレーション機その2。植物を観察する鑑賞ロボット「フラワームーブメント」 【写真13】バンダイのブースでは、過去に発売したロボットたちが集合していた

楽しいイベントが目白押し! 新しいロボスプリント大会も開催

 このイベントでは、このほかにも楽しいイベントが目白押しだった。ニューテクノロジー振興財団では、移動型ロボットによる競技として「ロボスプリント大会」を開催【写真14】。同財団は、今年で28年を迎えるマイクロマウス大会を主催していることでも知られている。ロボスプリント大会は、2006年から始まった新しい大会だ。

 マイクロマウスは迷路探査など、かなり難しいアルゴリズムが必要だが、こちらは高度なロボット大会への登竜門となるもの。自律型移動ロボットを使って、長さ8m×幅45cmの直線コースをいかに速く走らせるかを競う【写真15】。

 スピード競技のため、一見すると単純そうに見えるが、ただ速く走らせるだけでなく、スタート時はL字コーナーを曲がり、ゴール後は急ブレーキをうまく利かせて、1mのブレーキングエリア内で停止させる必要がある。自動制御技術や制動技術をしっかり習得していないと、上位入賞はなかなか難しい。

 今回の大会では合計3回の走行で勝敗を決めていた。高校生を中心に、学校の先生や、小学生などが製作した25機のロボットがエントリー。優勝した磯子工業高校の「KLRV」は2.97秒のタイムを叩き出し、大会新記録を樹立した【動画2】。2位は狭山工業高校の「蒼焔翆舞」、3位も同校の「全国大会の前日壊れていました」が獲得。特別賞には小学生の参加者などが選出された。参加者のロボットは自作ベースのものが中心だが、ロボスプリント専用キットも発売する予定があるという【写真16】。すでに試作品もあり、ビジネスパートナーも募集しているところだ。


【写真14】ニューテクノロジー振興財団による「ロボスプリント大会」も開催されていた。自律型移動ロボットを使って、いかに速く走らせるかを競う 【写真15】ロボスプリント直線コース。長さ8m×幅45cm。スタートポイントはL字になっているため、一度旋回する必要がある

【写真16】ロボスプリント大会で展示されていたマシン。専用キットは夏ぐらいには発売する予定だという 【動画2】ロボスプリント大会決勝戦の模様。磯子工業高校の「KLRV」v.s. 埼玉県立狭山工業高校の「蒼焔翆舞」。決勝戦だけあって、どちらも速い

 また、エイチ・ピー・アイ・ジャパン、双葉電子工業のブースでは、二足歩行ロボット「G-ROBOTS」を利用して、サイコロゲームを開催していた【写真17】。これはロボットを操作してサイコロを振り、大きな目が出たほうが勝ちというゲーム。ゲームに勝って、景品を獲得した子供たちは大喜びだった【動画3】。近藤科学のブースでは、同社の二足歩行ロボット「KHR-2HV」のデモンストレーションが行なわれていた【写真18】。

 日本電気のパーソナルロボット「PaPeRo」のコーナーも盛況だった【写真19】。このロボットは、家庭用パートナーロボットとして会話、画像認識、天気予報・ニュースの読み上げなどの機能を備え、人間とコミュニケーションができる。

 以前、吉本芸人のぜんじろう氏がPaPeRoとパートナーを組んで漫才をしていたが、ここではTEPIA用のオリジナルプログラムが組み込まれており、メインのPaPeRoとパートナーのPaPeRoが会話の掛け合いをしていた【写真20】【動画04】。また、三菱重工のコミュニケーションロボット「wakamaru」も会場を動き回りながら、子供たちと会話をしていた【写真21】。

 このほか、サイエンスプロデューサーの杉木優子氏による科学ショーも開かれた。声の変化を体験できる「ヘリウムハウス」、参加者全員による「電気くらげ&百人おどし」などの実験が催された。


【写真17】二足歩行ロボット「G-ROBOTS」を利用したサイコロゲーム。目の大きいほうが勝ちになる 【動画3】楽しいサイコロゲーム。G-ROBOTSを操作して同時にサイを振っているところ。勝者は景品もゲットし大喜び 【写真18】近藤科学の二足歩行ロボット「KHR-2HV」でデモンストレーション。コミカルな動作をして人気を集めていた

【写真19】日本電気のパーソナルロボット「PaPeRo」のコーナー。係員が子供たちにロボットのしくみを分かりやすく解説 【写真20】メインのPaPeRoとパートナーのPaPeRoによる会話のかけあい。内容はこのイベント用にカスタマイズされたもの

【動画4】PaPeRoがTEPIAで開催されている本イベントを紹介。このほか、もう1台のパートナーと会話の掛け合いも行なわれた 【写真21】三菱重工のコミュニケーションロボット「wakamaru」。子供たちと会話している模様

ちえものづくり展で紹介されたユニークなロボット関連製品

 1階の展示室では「TEPIA第19回展示 ちえものづくり展〜社会を豊かにする最先端技術〜」が開催されていた【写真22】。「ちえものづくり」とは、匠の技といわれる伝統的な「ものづくり」と、高度技術や情報力の結晶である「ちえづくり」を融合した言葉。このイベントでは、国内産業の新境地を拓いている「ちえものづくり」の最前線を、それらの製品と、製造プロセスの両面から紹介していた。以下、ロボットに関係する展示物を中心に紹介しよう。

 シチズン時計では自社の時計技術を活用し、超小型ロボット「Eco-Be!」(エコビー)を出展【写真23】。φ18×H25mmのコンパクトなボディに、制御用マイコン「PIC1220」(4MHz)、腕時計用小型ステッピングモータを応用したユニット、赤外線受光ユニット、表面実装型小型チップLED、コイン型リチウム電池などを備え、リモートコントロールで前後左右に機体を動かせる。移動速度は25mm/秒で、機体それぞれにIDが割り当てられ、複数機体の同時制御も可能だ。Eco-Be! 同士のサッカー対戦もできる。

 スピーシーズの二足歩行ロボット「MI・RAI-RT」は、インターネットを経由してサーバーからロボット用の番組コンテンツをダウンロードできるヒューマノイドロボット【写真24】。テレビやラジオのようにチャンネルの概念があり、ユーザー好みの番組を選択できる。これらの機能に加え、ボイス、モーション、ミュージックの3Dメッセージも実現している。

 テムザックでは、留守番ロボット「ロボリア」を出展【写真25】。カメラや赤外線センサを装備しており、留守中に侵入者や異常を検出するとオーナーに連絡してくれる。携帯電話による遠隔操作にも対応し、部屋やペットの様子などをリアルタイムでチェックできる。またテレビ電話機能を備え、介護が必要なお年寄りとの会話も可能だ。


【写真22】1階展示室で同時開催されていた「TEPIA第19回展示ちえものづくり展〜社会を豊かにする最先端技術〜」 【写真23】シチズン時計の超小型ロボット「Eco-Be!」(エコビー)。コンパクトなボディに、制御用マイコン、モータユニット、赤外線受光ユニット小型チップLEDなどを装備

【写真24】スピーシーズの二足歩行ロボット「MI・RAI-RT」。ネットワーク経由でさまざまなコンテンツをダウンロードできる点が大きな特徴 【写真25】テムザックの留守番ロボット「ロボリア」。部屋やペットの監視、介護用のテレビ電話機能としても利用可能

 介護といえば、最近では医療分野にロボットを利用する動きも見られる。本イベントでも、この種のロボットがいくつか展示されていた。産業用ロボットやサーボモータで有名な安川電機は、医療福祉ロボットを展示。「ベッドサイド型下肢運動療法装置TEM LX2」は、脳卒中患者をはじめとする急性期患者の早期離床・回復を目的に開発されたリハビリテーションロボットだ【写真26】。患者の股・膝・足の各関節を同時に制御でき、リハビリ療法士以外の医療スタッフでも安心して使用できるようになっている。

 日立メディコも多関節CPM装置「PMC-002」(Pneu-motion)を出展していた【写真27】。CPMとは英語の「Continuous Passive Movement」の略で、関節を連結的に動かしながら関節可動域の改善を図る機能のこと。この装置は、1日に開催された「2007先端ロボット技術産学連携フォーラム」にも登場した空気圧式の人工筋肉「エアマッスル」を初めて採用した製品だ。リハビリ療法士のように優しく自然な動きで施術できる点が大きな特徴。操作も液晶タッチパネル式で簡単だ。この手の装置はサイズが大きいが、本機は折りたたんで収納可能なため、スペースを取らないというメリットもある。

 すでにご存知の方も多いだろうが、アールエフのカプセル内視鏡「Sayaka」も展示されていた【写真28】。これは超小型のカプセル内視鏡だ。サイズはφ9×L23mmで、2重構造になっている。約8時間かけて体の中を通り、消化管全体を回転しながら接写する。

 このほかにも30種類以上のちえものづくり製品をはじめ、精密部品の製造・加工、エレクトロニクスの実装、半導体製造のプロセスなど、モノをつくる過程を詳しく紹介した展示もあった。ロボットイベントは3日のみの開催だったが、こちらの展示は3月23日まで開催されており、嬉しいことに入場無料となっている。また本展示の続きとなるPart IIIも4月11日から始まる予定だ。日本の底力である「ちえものづくり」を実感してみてはいかがだろうか。


【写真26】安川電機の「ベッドサイド型下肢運動療法装置TEM LX2」。患者の股・膝・足の各関節を同時に独立して制御できるリハビリテーションロボット 【写真27】日立メディコの多関節CPM装置「PMC-002」。空気圧式の人工筋肉「エアマッスル」を初めて採用し、優しく自然な動きで施術 【写真28】アールエフのカプセル内視鏡「Sayaka」。サイズはφ9×L23mmと超小型。消化管全体を超接写で撮影する体内ロボットだ

URL
  TEPIA
  http://www.tepia.jp/

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( 井上猛雄 )
2007/03/07 01:51

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