ニュース
“油圧駆動ハイパワー人工筋肉”がドリルでコンクリートを破砕
～パワフルかつ精密な動きができるロボットの実現を目指す
2017年1月26日 13:12
内閣府ImPACT「タフ・ロボティクス・チャレンジ」は2017年1月26日、タフなロボットの実現を目指した「油圧駆動ハイパワー人工筋肉」を開発したと発表し、東京工業大学にて記者会見を行なった。会見では、人工筋肉を使ったロボットアームが、破砕用のインパクトドリルを用いて、コンクリートを破砕するデモも披露された。
今回の「ハイパワー人工筋肉」は、ゴムチューブと、その外側を覆うスリーブ(化学繊維を編み上げたもの)を組み合わせた「マッキベン型」と呼ばれるタイプ。圧をかけると人間の筋肉のようにギュッと収縮して力を出す。その力を使ってロボットの関節を動かす。
通常のマッキベン型人工筋肉が空気圧を使うのに対して、ブリヂストンと東京工業大学が開発した高耐久性と耐油性を持つゴムチューブを使っており、油圧で駆動する。
コンクリートをはつるような、強い力で押し付けながら、大きく激しい振動がかかる作業においては、電動モーターは減速機が壊れてしまうため、一般的には使えない。
今回の人工筋肉は軽量かつ衝撃や振動に強い点が特徴で、そのため、工事現場で扱うような機材をロボットが扱えるようになる。従来の電気モーターや油圧シリンダーに比べると、5Mpa(≒50kgf/平方cm)と、およそ5～10倍の力/自重比(ただしポンプ重量は含まず)を出せる。
従来と異なる特徴として、数百kg単位の大きな力だけでなく、作業内容に応じて数百g程度と力を細かく制御することで、細かな作業もできる。今後、脚ロボット、建設ロボット、ロボットアームの手首への応用を検討している。動物と同じように筋肉をぎゅっと狭いところに集積したロボットが作れるという。
極限の災害現場のような厳しい環境条件においても動作できる「タフな技術」の開発、技術・産業・社会における非連続イノベーションの実現を目指している、内閣府総合科学技術会議・イノベーション会議が主導する「革新的研究開発促進プログラム(ImPACT)」の「タフ・ロボティクス・チャレンジ」の成果の一環として開発された。
会見
油圧駆動ハイパワー人工筋肉は最大収縮率は33%。最大で700kgfの収縮力がある。車で踏んだりしても壊れない。開発した東京工業大学 工学院 機械系 教授の鈴森康一氏は、「多くのロボットは電動モーターで動いているが、厳しい現場で動かすには限界がある。従来の人工筋肉との違いは、圧力と力。空気はあまり大きな圧力はかけられないが、今回の人工筋肉は油を使って50気圧相当の圧力をかけることで、大きな力を出せる」と解説した。
今後は、より小さなバルブを開発した埋め込み型なども検討するという。力に関しては断面積に比例するので太くすればより大きな力が出せる。産業用の用途も検討されているとのことだ。
耐油性・変形耐久性を持つゴム素材、高強度化学繊維、ゴムチューブの端をかしめる耐高圧端末締め付け技術の3つを新開発した株式会社ブリヂストンのフェロー 櫻井良氏は、例えばタイヤはゴムと補強材料の組み合わせでできているが、そのような技術が応用されていると説明した。作動油については、今は一般的に使われるもので評価している。実用化についてはまだ検討中の段階。
ImPACTタフ・ロボティクス・チャレンジのプログラム・マネージャー田所諭氏は「飛躍的に性能の高いアクチュエーターやコンポーネントができてきている。今までで比べると飛躍的に性能の高いロボットのシステムを作りたい」と今後2年間の抱負を改めて語った。
