ロボットは感情を感じられるか？研究者らが触覚に優れた人工皮膚を開発
アラン・ボイル著
『ブレードランナー』に登場するアンドロイドは、時に人間以上に人間らしく見える。しかし、雨の中の涙を感じるには、触覚が必要だ。今、研究者たちはまさにその触覚に迫っている。それは、感覚を持つロボットの皮膚だ。
ワシントン大学とカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）のエンジニアたちは、ロボットの指や義肢に巻き付けて触覚フィードバック用の電気インパルスを提供できる、伸縮性のあるセンサー付き皮膚を開発した。
このプロジェクトの目的は、アンドロイドに詩的な表現をさせることではなく、人間がロボットツールをより正確に扱えるようにすることだ。
「ロボットハンドや義手は現在、視覚的な手がかりに基づいています。例えば、『この物体に自分の手が巻き付いているのが見えるだろうか？』『このワイヤーに触れているだろうか？』といった情報です。しかし、それは明らかに不完全な情報です」と、ワシントン大学機械工学・化学工学教授で論文の筆頭著者であるジョナサン・ポスナー氏は本日のニュースリリースで説明した。
「ロボットが即席爆発装置を解体しようとする場合、手がワイヤーに沿って滑っているのか、それとも引っ張っているのかを認識する必要があります」と彼は述べた。「医療器具を掴むには、対象物が滑っているかどうかを認識する必要があります。これらすべてには、せん断力を感知する能力が必要ですが、他のセンサースキンはこれをうまく実現できていません。」
ポズナー氏は、学術誌「Sensors and Actuators A: Physical」に掲載されたロボスキン プロジェクトに関する研究論文の主任著者です。
ワシントン大学ワシントン・ナノファブリケーション・ファシリティで製造されるこのロボスキンは、水泳ゴーグルに使用されているのと同じタイプのシリコンゴムを利用している。このゴムシートには、人間の髪の毛よりも細い、蛇行した微細な溝が貫通している。
これらのチャネルは導電性の液体金属で満たされており、ワイヤーのように引っ張られてもひび割れたり疲労したりすることはありません。皮膚が物体に擦れると、その動きによってマイクロ流体チャネルが圧縮・伸長し、電気信号が金属を通過する様子に影響を与えます。
このインパルスを解釈することで、指が物体に対して滑ったり滑ったりするときに生じるせん断力の感覚をつかむことができます。
「これはまさに人間の生物学の手がかりをたどっている」と、最近ワシントン大学で機械工学の博士号を取得し、現在はワシントン州レントンに本社を置くライトル社のエンジニアである筆頭著者のジャンジュ・イン氏は語った。
「私たちの電子皮膚は人間の指と同じように片側に膨らんでおり、せん断力を測定するセンサーは爪床がある場所に物理的に配置されています。その結果、人間の指と同様の性能を発揮するセンサーが実現しました」と Yin 氏は説明した。
https://www.youtube.com/watch?v=Qmyri62ISKo
研究論文の3人目の著者であるカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）のベロニカ・サントス氏は、皮膚の構造により、ロボットの指が振動や物体に指が押す通常の圧力だけでなく、せん断力も感知できるようになると述べた。
「当社の最新の皮膚プロトタイプには3つのモダリティがすべて組み込まれているため、ロボットの能力を向上させる機械学習ベースのアプローチに多くの新たな可能性が生まれます」とサントス氏は述べた。
実験により、皮膚はドアを開ける、握手する、荷物を拾う、電話を扱うといった軽い接触に対して高い感度を持っていることがわかっています。
センサーは毎秒800回の微細な振動を検知でき、研究者によると人間の指の性能を上回るという。ただし、レプリカントには内緒にしておいてください。
