埼玉大学

　NEDOと埼玉大学はこのほど、興電舎とワコーテックの協力を得て、世界で初めてハイダイナミックレンジ（HDR）力覚センサーを用いた組み立てロボットの開発に成功したと発表した。

　従来比10倍となる10g重から20㎏重までの力の検出範囲（ダイナミックレンジ）をもつセンサーと、微小な力感覚を認識する人工知能（AI）技術を新たに開発して搭載したことで、ロボットが微小な力を調整しながら繊細な組み立て作業を行えるようになった。

　これにより、傷つきやすい樹脂素材などの対象物でも、力を抑えて組み立てられるほか、組み立て動作の完了を知らせるクリック動作も検知でき、ロボットによる組み立て作業の高度化が期待できる。

　力覚センサーを搭載するロボットが増えているが、力覚センサーのダイナミックレンジが狭いため、微小な力を計測できず、細やかな力加減ができないことが大きな課題となっていた。そこで、NEDOと埼玉大学は2018年度から、高次組み立て動作の自動化を目的に、HDR運動解析技術に基づく組み立てロボットの研究開発プロジェクトを開始した。

　その中で、ワコーテックと協力し、微小な力から大きな力まで広い範囲で検出できるHDR力覚センサーを開発。さらに興電舎の協力も得ることで、同センサーを用いた組み立てロボットの開発に成功した。

　極めて敏感な力感覚をもっているので、羽根のような繊細なものを使ってロボットに触れても検知できる。棒の形状をした部材を同サイズの穴に挿入するペグインホール動作では、樹脂素材でも傷つかない微小な力で触れながら組み立てられる。蓋の組み付けなどの高度な組み立て作業では、成功率を高めるためには作業が成功したか否かを認識し、失敗時には作業をやり直すことで成功率を高められる。

　AIの深層学習により、組み立て作業が成功しなかった場合、動作を微修正してやり直すようにした。人間は繊細に力加減を調整できるようにするために体の剛性を調整していることが知られている。この知見に基づき、組み立て作業に適したロボットの剛性を、強化学習で自律的に学習するAI技術を開発して搭載した。

　今後は、特に樹脂素材や割れやすい素材の組み立てと、複数の手順で構成されるような複雑な組み立てにこの技術を応用する予定だ。