『科学談話室』の話題より
ロ　　ボ　　ッ　　ト
2000/11/22 話題提供
2000/12/26 最終更新
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[danwa:0367]　ロボット
Date:Wed, 22 Nov 2000 23:56:42 From: 長谷川
談話室のみなさん、こんばんは、長谷川です。

先日、ソニーから第２世代のＡＩＢＯが発売(注文受付)されましたね。

また、ホンダが２足歩行ロボットＰ３の小型版で、身長１２０cm、体重４３kg の「ＡＳＩＭＯ」を発表したかと思えば、ソニーもＡＩＢＯの人間型というよ うなロボットを発表して、ずいぶんとロボットの話題が多いですね。

そんな中、11月24日(金)・25日(土)・26日(日)に横浜で ROBODEX2000 という ロボットの博覧会が開かれます(http://www.robodex.org)。見に行ってきます ので、帰ってきたらまた報告します。


[danwa:0368]　Re: ロボット
Date:Wed, 29 Nov 2000 23:56:25 From: 長谷川
談話室のみなさん、こんばんは。長谷川です。

報告が遅れていますが、24日(金)に ROBODEX2000 に行ってきました。金曜 日だというのにすごい人出で、やはり人気はホンダとソニーがダントツでした。

ホンダが先日発表したＡＳＩＭＯですが、実にかわいいですね。動きはＰ３よ りもさらになめらかで、歩くスピードをだんだんゆっくりにして止まる様子は 気持ち悪いほど…。コントロールはファミコンかプレステのコントローラーか と思うようなもので、無線で動かしていました。ただ、Ｐ３からのソフトの移 植が不十分なのか、Ｐ３が階段を下りて登場したのに対して、ＡＳＩＭＯは平 面しか歩きませんでした。

一方のソニーも先日発表したＳＤＲ３Ｘのデモがすごい人気でした。ＡＩＢＯ の胴体を人間型に改造して、小型にしたホンダのＰ２の足を取りつけた様でし た。本当にＰ２の足そっくりだったのは、人間の動きを再現するための必然か それとも…。

写真も撮ってきましたので、近日中にＷｅｂの方で公開します。


[danwa:0370]　Re: ロボット
Date:Sun, 3 Dec 2000 17:32:02 From: 長谷川
談話室のみなさん、こんにちは。長谷川です。

先日の ROBODEX2000 ではなく、夏に東京で行なわれた「21世紀夢の技術展」 というのでも出展されていたものですが、ホンダの２足歩行ロボットの第１作の Ｅ０と、人間型の第１作Ｐ１のデータと写真を、とりあえず Web に載せました。

「科学あれこれ」の 「その他の話題」にあります。

Ｐ１は、発表モデルのＰ２と違ってメカ剥き出しなのがいい。Ｐ２も好きだけ ど…。


[danwa:0371]　 Re: ロボット(ロボットの関節モーターの仕組みは？)
Date:Mon, 4 Dec 2000 02:05:19 From: 浦田
長谷川さん、みなさん、こんばんわ。浦田です。

長谷川さん、テレビで見る限りロボットの関節アクチュエーターとても小さいも のでした。無理な力がかかっても、スリップしてギアが壊れないようになってい るのでしょうか。ギアも無い新しい技術を使っているのでしょうか？
私の予想では長いネジとナットの組み合わせで伸縮していると思っているのです が。これならかなり頑丈です。
よろしくお願いします。


[danwa:0373]　Re: ロボット
Date:Wed, 6 Dec 2000 13:18:00 From: 長谷川
浦田さん、談話室のみなさん、こんにちは。長谷川です。

浦田さん [danwa:0371]
長谷川さん、テレビで見る限りロボットの関節アクチュエーターとても小さいも のでした。無理な力がかかっても、スリップしてギアが壊れないようになってい るのでしょうか。ギアも無い新しい技術を使っているのでしょうか？
Ｐ１の写真をよく見ていただくと、例えばひざ の関節を駆動しているモーターは、太ももの上の方にあるようです。

Ｐ１の太ももからひざの拡大写真

ハーモニックドライブ減速機というのがどういうものか知らないのですが、太 もものモーターをベルト駆動でひざの関節の位置まで動きを伝え、そのベルト がかかっているのが減速機ではないでしょうか。

ともかく、モーターの位置をずらすことによって、関節部分を小さくしている ようですね。

Ｐ２は、 このモーターからの駆動ベルトの部分に青 いカバーをかけて、Ｐ２独特のあのデザインになっていますね。

それから、圧感のセンサーが取りつけてあるので、センサーからの情報をモー ターの動きにうまくフィードバックできれば、スリップしなくてもいいのでは ないでしょうか。

私の予想では長いネジとナットの組み合わせで伸縮していると思っているのです が。これならかなり頑丈です。
ホンダの最初期型のＥ０が、 浦田さんの書かれた方式ではないでしょうか。ポ ールスクリュー減速機という名前がついているようですが、写真を見て 下さい。ひざのあたりのモーターで、かかとの関節をコントロールしているの が、まさにそうだと思います。

２足歩行ロボット初期のＥ０


[danwa:0381]　Re: ロボット(ロボットの使い方)
Date:Sun, 17 Dec 2000 01:02:40 From: 浦田
みなさん、再びこんばんわ、浦田です。

今日、 大阪市立科学館の友の会 例会に 出席させていただきました。長谷川さんの ロボットのビデオを見せていただきました。使い方を考えてみました。
  1. 稲を乾しているとスズメに１割は食べられるので、付近を暴れさせて追い払 う。農業を少ししているので・・・
  2. ロボットに月に行かせて、人間は広い体育館の中で手袋型コントローラー、 メガネ型テレビモニターを付て操縦したら、実際に行った気分になりそう。実際 水中カメラを棒の先に付けて海に沈めて、地上でメガネ型モニターで魚を見て１ 時間もすると、本当に水中にいる錯覚に陥ります。（趣味です）
  3. 宇宙船にこんなロボットとスペアを数台乗せて操縦させたら、手元を見なが らスイッチが押せるので、宇宙船がとてもシンプルになるような気がします。宇 宙線で壊れたら、カメラを別のロボットに切り替えて「死ロボ」をどけます。
例会後、屋上で星の観望会がありました。そこで星を見ながらそんな話してる と、ある女の子が「私は自分の家の風呂に入って、ロボットを温泉に行かせる」 と言ってました。
これを思い出すとなぜか笑ってしまいます。


[danwa:0384]　Re: ロボット
Date: Mon, 18 Dec 2000 13:27:46 From: のりこ
こんにちは　談話室のみなさま。
のりこです。


件名 : [danwa:0368] Re: ロボット
談話室のみなさん、こんばんは。長谷川です。 報告が遅れていますが、24日(金)に ROBODEX2000に 行ってきました。金曜日だというのにすごい人出で、や はり人気はホンダとソニーがダントツでした。
ROBODEX2000 に行かれるなんて羨ましいって思っていたら、 例会 でその時のビデオを見せて頂くことができました。
良かった。（＾＾）

浦田さん　こんにちは。


件名 : [danwa:0381] Re:ロボット(ロボットの使い方)
長谷川さんのロボットのビデオを見せていただきました。 使い方を考えてみました。
いろいろ使い方がありそうですね。
私のまわり人たちもビデオを見ながら考えていましたよ。
宇宙服を着た人間が動いているようだねって言っていたのです。

私はロボットを見ていてね、 人間の動きというのは単純な直線運動なのかなぁって思いました。
人間の骨って直線ぽいですしどうなんでしょう。
骨の大小が組み合わさって動いているのかなって。

ロボットがより人間の動作に似た動きをして、階段を下りたり上ったり しているなんて感動ですよね。
そばで見たら絶対触ってしまうでしょうね。
うん。（＾−＾）
ビデオのロボットはかわいいかった！
鉄腕アトムのようなロボットがほしい。


[danwa:0387]　Re: ロボット(ハーモニックギア)
Date:Fri, 22 Dec 2000 12:43:44 From: 浦田
談話室のみなさん、こんにちは、浦田です。

長谷川さん、ロボット各部の鮮明な写真( Ｅ０,Ｐ１) とても興味深く見せていただきました。

生意気ですが、ああ！なるほど！そうすればいいのか！と思った所を一つだけ。
Ｐ１の膝関節にはギア部分だけ捕り付け、モーターを太ももに付けてタイミング ベルトでつないでいる。

メリット
  1. 重いモーターが股関節近くにあるので慣性モーメントが減る。
  2. 普通はモーター出力軸の前にギアユニットをつなぐので幅が広くなる がこの方法だと狭く作れる。
    （長谷川さんがおっしゃられた事と同じです。）
  3. ハーモニックギアの部品は３点しかなく軽量。１００対１の減速比。 優れた位地決め制度。
  4. タイミングプーリーは規格品が多いので減速非を簡単に自由に変える ことができる。
  5. モーターの変更が簡単にできる。
ボールスクリュー方式は筋肉のような取り付け方なので人間と同じ内骨格型、柔 らかい肉付けができる。
ハーモニックギアのケースと出力軸を関節とするＰ１は外骨格型ロボットと勝手 に分類しちゃいました。！

　関節が瞬間的にスリップしたら、倒れますよね。やっぱり長谷川さんの言われ たように、圧感センサが限界を示したら素早くバランスをとりながら引き下がる ほうが人間らしく行動できそうですね。

　長谷川さん、これら関節には、最近流行りのＰＩＣマイコン（１ｃｍ角）等がつ いているのでしょうか。それとも、一つのコンピューターが全ての関節をコント ロールしているのでしょうか？

各関節にＰＩＣを付けて、パソコン画面上にマウスで動きカーブを描いて、走る までやってみたいですね。

引き続き、写真とにらめっこします。


ハーモニックギアについて少し書きます。まちがってたらどなたか訂正してくだ さい。

実験かイメージしてください。

紙コップ（変形できることが大切）を、口の広さが紙コップより少し広く硬い コップに入れます。
紙コップが外側のコップとスリップしないように指で押さえながらクルクル回し てください。
指が一回転しても紙コップは二つのコップの円周の差しか回転しません。円周の 差が少ない程減速比が大きくなります。

実際には外のコップと紙コップには歯がついていてスリップしません。そして 指と紙コップはスリップしないといけないので、実際には楕円形のカム外周に肉 薄のボールベアリングがついています。その外が変形する歯（紙コップ）です。 そしてコップの底の中央から出力軸が出ています。楕円形のカムの中央が入力軸 でモーターにつながります。

参考：オリエンタルモーターカタログ２０００




[danwa:0389]　Re: ロボット
Date: Sun, 24 Dec 2000 14:44:51 From: 長谷川
談話室のみなさん、こんにちは。長谷川です。

浦田さん、ハーモニックギアの説明ありがとうございます。

浦田さん [danwa:0387]
長谷川さん、これら関節には、最近流行りのＰＩＣマイコン（１ｃｍ角）等がつ いているのでしょうか。それとも、一つのコンピューターが全ての関節をコント ロールしているのでしょうか？
Ｐ２(210kg)からＰ３(130kg)への軽量化にあたって、骨格材料の変更なども行 なっているのですが、制御方式の変更での軽量化もあったそうです。

Ｐ２は集中制御だったのですが、Ｐ３は分散型の制御になっています。浦田さ んが書かれたように、関節ごとにマイクロコンピュータが組み込まれているの かもしれません。

でも、分散型制御にするだけで、減量につながるんでしょうか？


[danwa:0393]　Re: ロボット
Date:Tue, 26 Dec 2000 23:52:14 From: 浦田
長谷川さん、談話室のみなさん、こんばんわ。

　ちょっと実験してみてください。頭を普通に左右左右と５秒毎に振り返りなが ら何か別のことを考えるのは簡単です。しかし、太極拳のように左から右に５秒 かけてゆっくりと振りながら何か別のことを考えるのは少し困難を感じるのでは ないでしょうか？
　ご存知のとおり、過去の繰り返しによって速度も含めて小脳にパターン化され ていた回路を使えば、大脳は別の刺激に注意を向けることが可能になります。
　高速で機能する小脳の神経回路は刺激が次の刺激を呼ぶループ構造になってい て、筋肉内の感覚神経もそのループに入っていると考えたら、コンピュータのプ ログラムに似ています。

ロボットの各関節分散処理、私ならこう設計します。

ロボットの各関節に小脳を持たせる方法。
関節コンピュータは小脳モードと大脳直結モードを切替できるようにしておきま す。

小脳モード
例えば　（　）内は繰り返し回数。
  1. 歩行
    歩き出し手順（１回）→左右送り手順（歩数回）→停止手順（一回）
  2. 旋回
    股関節を少し開きながら前進（旋回角度分繰り返し）
　まず、中央コンピューターは各関節に時間と位置に関するデーターと、その繰 り返し回数を送ってから同期信号を送りはじめます。動きを阻むことを感じるセ ンサー等は中央コンピューターに直結しておけばいつでも瞬時に停止させ、別の 動きカーブを送ることができます。

大脳モードでは、中央コンピューター（大脳）からのパルスに合わせて各間接が 一ステップずつ動きます。
以上

　各関節分散処理がなぜ軽量にするのか・・・思いつくことは・・・。 大きい電流を流すモータードライバとモーターの距離が短くなるので線の本数と 長さが減る。
位置エンコーダとコンピュータの距離が短くてすむ。
関節コンピューターにＰＩＣマイコンを使えば数グラム。
メインコンピューターが小さくなる。

　二足歩行ロボットの傾きや転倒まで実感できるコントローラーに人間が入れ ば、コンピューターは必要ないし、転倒もこわくなさそうですよね。手さえ壊れ なければ、自分で修理（手術）できる。それは実感できないほうがいいかな。


・・・さて、この先 話はどうなるのか？お楽しみに！・・・
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