ロボティクス・アンド・AI研究所のエンジニアが、剛性を犠牲にして速度を得る2本腕ロボットを開発し、人間のように物体をキャッチ、投球、受け渡しすることを目指している。設計は学術誌Science Roboticsに掲載された。
慣性を減らし、制御を増やす
AthenaZeroと呼ばれるこのロボットは、高さ約1.6メートル、翼幅約1.8メートル。胴体に1自由度、2本の7関節アーム、各6関節の劣駆動ハンド2つを備え、合計27関節を22のアクチュエータで駆動する。チームは準ダイレクトドライブモーターを使用し、重い変速部品を関節から遠ざけた。その結果、手先の有効質量は人間に匹敵し、反射慣性は従来の高剛性アームより約1桁低い。
キャッチが難しい理由
ほとんどの産業用アームは位置を剛直に保持するよう作られている。これは既知の経路に沿って工具を動かすには機能するが、物体が運動量を持って到着する場合には不十分だ。剛直なアームは接触の衝撃をギアボックスと物体に直接伝えるため、ロボットがボールをキャッチしたり、慎重な計画なしに人に物を渡したりするのが難しい。軽いアームは軌道追従精度をいくらか犠牲にするが、急速に加速し接触を吸収する能力を得るため、制御は力ではなく動きから生まれる。
広い分野への意味
AthenaZeroは依然として3kg以上を持ち上げられ、ワークステーション間を移動する小さな部品には十分だ。このプロトタイプが重要なのは、人の近くで働く機械を造るすべての人に設計上の教訓をもたらすからだ。モーター、ギアボックス、ベアリングがアームの動かす質量を決め、手首で節約した1グラムは肩で数グラムに値する。動的マニピュレーション——キャッチ、投球、部品を所定位置に滑り込ませる——はロボティクス研究者が追い求める次の能力であり、世界に押し回されるのではなく、それに対抗できるハードウェアを必要とする。
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