小林 順准教授

准教授

小林 順

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ときにはやさしく、ときには力強いロボットを目指して

人間のように柔らかな動作ができるロボット
一般的なロボットにおいて人間の筋肉にあたるものは、モータとギアになります。しかも減速比がとても大きなギアを使います。このような装置を用いると、ロボットの関節はとても硬くなってしまいます。この硬さが原因で、ロボットは跳んだり走ったりといった衝撃力を伴う動作がとても苦手です。壊れてしまうことさえあります。
ロボットとは異なり、人間は作業内容に応じて筋肉を緊張させたり弛緩させたりして、関節の硬さを変えることができます。そうすることで、衝撃力を吸収したり、柔軟な動作を実現したりしています。
私はこのような特徴を持つ人間の腕を参考にして、柔らかな動作ができるロボットの腕を実現することを目指して研究しています。今後は、ロボットが人間社会に進出してくるでしょう。そのとき、ガチガチの腕で作業していると、人にぶつかったときに大けがをさせてしまうかもしれません。柔らかな動作で作業するロボットであれば安心でしょう。

振動現象を利用して大きな力を生み出すロボット
関節が柔らかなロボットの腕は、その柔らかさをうまく利用してやると、効率的に大きな力を生み出すことができる可能性があります。
風の影響で、できたばかりの橋が壊れてしまう映像(*)を見たことはないでしょうか?設計の段階では、そのとき吹いていた風ぐらいの強さでは壊れるはずはありませんでした。原因は、橋の構造が起因して橋が「共振」という振動状態になってしまったことでした。共振状態になれば、それほど強くない風でも、大きな橋を壊してしまうことができます。
柔らかさを利用して大きな力を効率よく発生させる方法は、この共振という現象を利用します。柔らかなロボットの腕を非線形振動子と呼ばれるものを用いて振動させ、共振状態にすることで大きな力を生み出すのです。
皆さん一度は草抜きをしたことがあると思いますが、根が地中深くまで張っているため、抜くのが大変な草はなかったでしょうか?共振を利用するロボットであれば、そのような草も楽々抜いてしまうかもしれません。
(*) 「tacoma bridge」で検索すれば映像が見つかります。

これらの他にも、自分自身で行動を学習していくロボットの実現を目指して研究しています。

人の腕の構造を模したロボットアーム
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人型ロボット
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力作業を行うロボット
力作業を行うロボット
 

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