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2015年7月12日 (日)

私の世界・知らない世界―「サル型ロボット、ドイツ研究機関(DFKI)が探査用に開発!?」

ネットのCNNのニュースからドイツ人工知能研究センター:“Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH(DFKI)の月面や火星の探査用サル型ロボットの話です。

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CNNの記事では、サル型ロボットについて月面の探査用としていますが、ドイツ人工知能研究センター(DFKI)のHPでは、火星のマリネリス峡谷などのの探査を目標にしているようで、

「視覚と固有受容データ(手足の接触センサー?)を使用して、アクセスすることが困難な地形での探査(例えば、マリネリス峡谷)ですが、各種の自律的ロボットによって火星の7キロに及ぶ深い峡谷、クレーターを探索する目的」

としていて、サル型ロボット以外にも探査用ロボットはカマキリ型やサソリ型といったものをいろいろ考えているようです。

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マリネリス峡谷(Valles Marineris)

火星の赤道に沿って伸びる巨大な峡谷。マリナー峡谷(Mariner Valleys)とも呼ばれる。1971年、火星探査機マリナー9号により発見されたため、この名が付けられた。なお、峡谷ではなく渓谷と呼ばれる場合もある。

長さは4000 km、深さは7 kmに達し、幅は最大200 kmであり、地球上の代表的な峡谷の一つであるグランドキャニオンが長さ446km、平均深度およそ1200m、幅6km - 29kmであるのと比べると、遥かに大規模である。

同研究所は、人工知能や人型ロボットの研究をしており、かなり進んでいるようで、この分野の日本の強力なライバルです。

Besman

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Besmanプロジェクトの主な目標は、1次元と2アーム操作手順の開発だけでなく、機械学習プラットフォーム(人工知能)によって新しい状況に対する固有動作の学習です。多くの場合、反射的な行動により解決ができるものですが、複雑な目標指向行動についての自律的行動の自動生成は、この反射的な行動で達成することはできません。従って、ロボットシステムは、危険または不測の事態の対処する方法について、その状況をロボットが表示、人間のオペレータに教えて解決の方法・手順を人が教授? するのが合理的解決策です。(訳は適当で、スミマセン)

以下は、DFKIHPからのサル型ロボットの写真です。

サル型ロボットを前から

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「実際のサルと同じく脊椎(せきつい)を持っている・・」という、その脊椎部分

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『サル型ロボット、月に降り立つ? 独研究機関が探査用に開発

2015.07.11 Sat posted at 09:31 JST

(CNN) 月探査への関心が再び高まっている。月面上に高濃度で存在するとされるヘリウム3について、将来核融合発電所用の燃料に利用できるとの観測が出ているためだ。実際の探査では、コストなどの観点からロボットの活用が見込まれる。ドイツで開発が進むサル型ロボットを取材した。

「チャーリー」の愛称で呼ばれるサル型ロボット(正式名称は「iStruct」)の開発に取り組むのは、ブレーメンにある独人工知能研究センター(DFKI)。同センターの研究者、ダニエル・クーン氏はサル型を選んだ理由として、「複数の移動方式の研究が可能になる」と説明する。4足モードで優れた歩行能力を発揮する一方で、直立状態の2足歩行もできるなど、姿勢や歩行形態を柔軟に変化させられる点が決め手となった。4足歩行は安定性で上回るが、平地での機敏な動きには2足歩行の方が適しているという。

チャーリーを開発する上での最大の目玉は、状況に合わせて最適な歩行形態を自ら選ぶ機能を搭載するというものだ。クーン氏は、「2足歩行で安定を保ちながら動くのが難しい状況では、自動的に4足歩行を選択する。動きやすい状況なら2足歩行により視界を広げ、周囲を見渡すことができる」と話す。

このプロジェクトはドイツ航空宇宙センター(DLR)の資金援助を受けている。これまでの経過はおおむね順調で、チャーリーは20度の傾斜を昇り降りすることができるようになった。現在DFKIは、4足歩行から2足歩行に切り替える具体的な方法を研究中だ。これによって2つの歩行形態の違いについて分析できるほか、人間が2足歩行へと進化した経緯に関しても手掛かりがつかめるのではないかと期待されている。

従来の多足ロボットの場合、設計や制御が簡単だとの理由から、接地点は足の特定の1箇所に限られていた。だが今回のサル型ロボットでは下肢システムの高度化を重視。接地点を複数箇所に設定し、実際のサルの下半身にみられるひねりやねじりといった動きにも対応できるようにしている。

また手足に多数のセンサーを備え、接触を感知する部分を増やした点でも現実のサルにより近づいたといえる。43個の感圧センサー(FSR)を備えているほか、衝突検知用に6個のセンサーを使用。さらに、かかとの着地点を予想するための距離センサーや温度センサーも搭載している。

ただチャーリーが機能的に最も優れているのは、実際のサルと同じく脊椎(せきつい)を持っている点だ。脊椎が可動する仕組みを構築したことで、膝の動きを減らして体勢を低く保つことができ、移動のために必要な力を軽減した。本体の強度や機動性が向上したうえ、20~25キロの重りも運べるようになった。また脊椎に電子装置を埋め込むことで、体全体を6軸力覚センサーとして使用できるにようになり、人間や動物の動きを再現することが可能になったという。

月探査ロボットに搭載される機能は気が遠くなるほど多岐にわたる。見る、穴を開ける、すりつぶす、収集するなどの動作はもちろん、極端な温度状況や真空状態といった厳しい条件下でも稼働できなくてはならない。可能な限りの軽量化と最大限の強度、機能性とを実現させたうえで、突発的な問題に対処する能力も必要になる。

地球から38万キロ離れた月面での作業となる以上、誤作動は許されない。クーン氏は「地球上と同じ電子装置は使えない。宇宙空間での使用に耐え、環境に適応できるタイプでなくては」と話し、サル型月探査ロボットが宇宙空間に適応するまでにはあと3~4世代かかるとの見方を示す。

DFKIではサル型だけでなく、カマキリ型やサソリ型といった月探査ロボットの開発も進めている。いずれも試作段階にとどまっているが、クーン氏は2足歩行と4足歩行を使い分けるサル型ロボットに大きな可能性を感じている。「こうしたモデルは4本足で立って安定を保つことができる一方、2つの前足を使って物を扱うこともできる」と話し、さらなる研究の進展に期待を寄せた。

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