人間の皮膚のように、繊細な触覚を備えたソフトセンサーを開発

CityU Research/YouTube

香港城市大学をはじめとする研究チームは、人間の皮膚のような特性を持った柔らかい触覚センサーを開発した。壊れやすい物を安定的に掴んだり、針に糸を通したりといった、繊細な作業ができるロボットが開発できるようになる。研究結果は、2021年2月24日付けの『Science Robotics』に掲載されている。

開発した触覚センサーは、人間の皮膚のように多層構造で、最上層は磁化された約0.5mm厚のフレキシブルフィルムでできている。このセンサーはフィルムが変形したときの磁場の変化から外力を検知し、力を垂直抗力とせん断力の二成分に分解して計測する。さらに、深層学習を使った効率的な触覚超解像アルゴリズムにより、センサーが触れた位置を正確に特定することが可能になった。

「超解像を利用してロボットハンドの接触位置を調整し、力の分解を利用して掴む強さを調整できる」と、研究チーム率いるShen Yajing准教授は語る。ロボットグリッパーの指先にセンサーを組み込んだところ、卵を安定的に掴めたほか、その状態で人が卵を引っ張っても割らずに掴んでいられた。遠隔操作で、針に糸を通すこともできた。

指先だけでなく、ロボットのボディ全体を覆う電子スキンにも拡張可能で、センサーの感度と測定範囲はセンサーの厚みを変えなくても、磁気フィルムの磁化方向を変えることで調整できる。製造や校正工程も短く、スマート義肢やHRI（ヒューマンロボットインタラクション）など、さまざまなロボット分野における利用が期待される。

人間の皮膚のように、繊細な触覚を備えたソフトセンサーを開発