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ロボット制御工学研究室

香川美仁教授

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ロボット開発はみんなが主役

ロボット・制御工学研究室 教授の香川 美仁です。私たちの住む環境内で、直接、私たちの役に立つ新しいロボットやその制御方法を研究しています。
  • Q
    なぜ、研究を?
  • A
    一人の力だけではできない研究
従来のロボットは、工場内で使うことを前提に開発されてきました。しかし、ヒューマノイドロボットが登場し、少子高齢化が現実味を帯びる中で、ロボットには、私たちの傍で私たちのために働くことが求められるようになってきました。
「こんなロボットがあれば便利だ」というアイデアを形にするには、どうしたらよいのでしょうか。その答えは、大学で学ぶ機械工学、ロボット工学とそのシステムの知識、さらに機械加工の基礎技術を付けたときに見えてきます。そして、サークル・研究室の仲間や先生との経験がそれを可能にしてくれます。

柵の間を動く気配のロボット

柵の間を動く気配のロボット
しかし、現実を見ると、実際に活用されているロボットは非常に限られています。これは、CGの中で動き回り、飛び回るようなロボットを見てつくられる私たちのロボット観が実に多様であることが、一因となっています。こうして見ると、「大学の授業で得た知識や技術をベースにして、みんなが主役となってアイデアを出し合い、創意工夫していく必要がある」と言えます。

障害物を避けながら進む受動型移動ロボット

障害物を避けながら進む受動型移動ロボット
  • Q
    どこがよいか
  • A
    真のロボットエンジニアになれ
大学でロボット工学を学ぶ学生の多くは、コンピュータを利用したソフトウェア開発を中心としています。ソフトウェア開発はロボットの研究・開発において多くの時間が注がれるところではありますが、ロボットのメカニズム、制御回路、それを動かすソフトウェアまでの全てを開発できる知識と経験がなくては、本当のロボット技術者にはなれません。

二足ロボットの第1号機

研究室で開発した二足ロボットの第1号機
二足歩行ロボットの研究を例として見てみましょう。このロボットの歩き方は1通りではありませんが、どの方法も、“決められた”ように関節を曲げるために、1秒間に100回位のスピードでコンピュータが計算を繰り返し、ロボットの関節を駆動するモータを制御しています。2本の足だけでも関節が12個ありますから、12個のコンピュータが忙しく働いています。こういうのをガチガチにコントロールするというのですが、実は、ガチガチにコントロールするからこそ“どこかギコチナイ歩き方“になってしまいます。もっと自然な歩き方で、しかも電池を使わない歩き方ができれば、私たちのそばにいても安心して見ていられるロボットになると思います。しかし、このようなアイデアを形にしようとすると、世界に1つしかないロボットを作ることになるので、メインのコンピュータプログラムとは別に、メカニズムや制御回路に組み込まれたマイコンプログラムなどの変更が生じます。このような壁を乗り越えてアイデアを形にできる者こそ、真のロボットエンジニアではないでしょうか。
私の研究室では、このような研究を通じて、「真のロボットエンジニアへの学習と経験」を積むことができます。
  • Q
    造ったモノ
  • A
    研究室で開発した二足ロボット
福祉用ロボット、掃除ロボット、検査ロボットなど、いろいろなロボットを開発しています。左の写真は二足ロボットの2号機です。高さ約800mm、関節の総和12(片足6)のロボットで、1号機の改良をしたものです。このロボットは、大学4年生が自分の足の長さを測定し、それを縮小して作りました。モータとギアだけは市販品を購入しましたが、それ以外は全て素材を加工して作りました。特別な歩き方を研究するために、上部の緑色の板(モータの制御回路)まで作っています。このようなロボット開発ができる大学は多くないと思いますよ。

二足ロボットの第2号機

研究室で開発した二足ロボットの第2号機
  • Q
    現在の研究
  • A
    より人間らしく
屈伸したり、まっすぐ歩いたりすることができます。ただ、路面の条件が悪いと転んでしまうので、現在、改良を加えています。さらに、モータの制御回路に組み込まれたマイコンのプログラムを変更して、“ガチガチにコントロールしない“という新しい歩き方を研究中です。これが完成すれば、より人間らしく、エネルギー消費の少ない歩き方ができるはずです。人間らしく歩けば、ロボットがそばにいても違和感が少ないですよね。しかし、それだけではつまらないので、家事をしたり、守ってくれたり、いろいろな情報を教えてくれたり、、、みなさんなら、どんなロボットになってほしいでしょうか。

屈伸運動と歩行中の様子

屈伸運動と歩行中の様子
是非一緒に、世界で活躍するロボットを開発しましょう。

そしてその活動を通して、ロボットのメカニズム、制御回路、それを動かすソフトウェアまでを習得し、「アイデアを形にできるエンジニア」になってください。

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