研究室紹介OPAL-RING
田中（基） 研究室

高さ１メートルもある段差や階段を登ったり、20センチメートル幅程度の狭い小道をすり抜けたりと、人間が立ち入れない場所にもスルリと入り込める「ヘビ型ロボット」は、工場などの点検のほか、災害現場で被災者などを探し出す災害救助（レスキュー）用途などとして期待されている次世代ロボットです。
こうしたヘビ型ロボットの分野で注目されている田中基康准教授は、ヘビのように細長いこのロボットを「いかに賢く動かすか」をテーマとし、制御アルゴリズムの開発や、実際にロボットを作って動かす実用研究を手がけています。

単純な形でも賢く動く

全長170センチの細長いロボット

これは、車輪部を関節で直列につないだ全長170センチメートル、重さ約９キログラムのロボットで、17個の関節用モーターと10個の車輪用モーターを積んでいます。先頭と最後尾に取り付けたカメラの映像を見ながら、人間が遠隔地から無線で操作して動かす仕組みです。田中准教授が開発した最新の制御アルゴリズムは、「たとえ車輪にモーターが付いていなくても動かせる」そうです。
うねうねと前進するだけでなく、体全体で障害物をよけるほか、頭を持ち上げても倒れないといった“賢い”動きが可能です。距離センサーを搭載すれば、周囲の環境の地図を作成できるため、この地図で体の位置を確認しながら確実に進ませることもできます。

複雑な環境下でも動かす

平地でできるこうした動作を、複雑な環境下で行わせることが次の目標です。平面だと難なくできる動きも、不整地ではとたんに難しくなります。階段などの段差は現在も登れますが、今後は斜面を登ったり、障害物が散乱している場所を移動したり、パイプの中をくぐったりといった動作の実現を目指しています。
期待する応用先は、プラントなどの工場設備や天井裏といった危険が伴ったり人が入れなかったりする場所の巡回点検や、トンネルや橋などインフラの点検用途です。事故や災害発生時の被害の拡大を抑えるこうした日常的な人の点検作業を代替できれば、「災害時に活躍するレスキューロボットに応用する前段階として、平常時から使える『災害予防ロボット』として役立てられる」と田中准教授は考えています。
そのほか、既製品では難しい階段や狭い場所なども楽々と掃除ができる「お掃除ロボット」や、腕や足に巻き付けて体をもみほぐす「マッサージロボット」などの応用も見込んでいます。ヘビ型ロボットは長さを自在に変えられ、軽いため持ち運びも簡単です。

移動＋作業できるロボットへ

現状のヘビ型ロボットは、人が入れない場所にスムーズに「移動できる」ことがその特徴ですが、さらにそこへロボットハンドなどの新たな機能を追加すれば、目的地に移動した上で「作業させる」ことが可能です。こうしたことから、「ヘビ型ロボットは、作業ロボットの“プラットフォーム”として位置づけられる」と田中准教授はとらえています。

【取材・文＝藤木信穂】