人には出来ない!? ロボット動作

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Techmagic技術部の高田です。
ドリンクロボット（D-Robo）の開発を担当しました。
今回は特徴的なロボット動作について紹介したいと思います。

立てたペンの搬送

まずは動画をご覧ください。

今回のペンを運ぶ動画と、ドリンクロボットの動画内でドリンクを提供台へ運ぶ動きは同じ技術を使っています。

満タンにドリンクが入ったグラスを運ぶ機会はあまり無いと思いますので、今回は身近にあるペンを題材にしました。

ペンが倒れない理由

まずはペンが落下する平行移動の場合を見てみます。
下の図の様に、ペンには慣性力が掛かりペンは落下してしまいます。
電車が発車する時、吊り輪や人が傾くのと同じ原理です。

一見するとどうしようも無いですが、もう少しペンに掛かっている力を図示しましょう。
上下方向では、重力と反発力が釣り合っています。

ここで、もし台ごとペンを傾けたらどうなるでしょうか。
何だか全ての力が釣り合いそうですね。
慣性力に応じて、適切な角度に傾けると釣り合いが取れます。

上記の説明通りに傾ければ、ペンは倒れません。
しかし言うのは簡単でも実行するのは非常に困難です。
なぜなら慣性力は動きに応じて変動するので、適切な角度も変動します。
その様な変動し続ける角度にピッタリ合わせ続けるのは人間技ではありません。

今回、実現できているのはロボットアームと人の腕の違いによるものです。

ロボットアームと人の腕の違い

ロボットアームと人の腕の形は似ていますが、内部は全く異なるものです。
多くのロボットアームはモーターと高精度な角度検出器を備えています。
一方、人の腕は筋肉と神経を備えています。

一般的に、ロボットアームの方が正確性が高いですが、瞬発力は人の腕の方が高いです。
今回はロボットアームの利点である正確性の高さを活かしています。

多くのロボットアームは高精度な角度検出器を使用している上に、1秒間に何百回も角度をチェックしながら制御されています。これらのおかげで人の腕より正確性の高い動作を実現できます。

ロボットアームの正確性の高さを活かすことで、人をも超える動作が実現できます。

人を超えるような動きで、食の自動化を実現していこうと思います。