セラピーロボットの設計要件その1「ふれると変形し、やがて元の形状に戻る程度の柔らかさがあること」。とはいえ、柔らかいセラピーロボットの開発には、多くの課題があります。駆動部が柔らかいアクチュエータをどのように実現するのか、受感部が柔らかいセンサをどのように実現するのか等々、きりがありません。
 こうした現状を踏まえ、ちょぼたん研究所では、柔らかいセラピーロボットの実現に必要となる要素技術の開発を進めています。セラピーロボットに限らず、人共存ロボットに広く活用してもらいたいと考えています。
 これまでに開発した柔らかさを実現する技術は、

 柔かさを実現する技術 

1. 柔軟アクチュエータ ➜詳細
2. 柔軟接触センサ ➜詳細

の2つです。この2つの要件は、既にセラピーロボット「ちょぼたん」シリーズに応用しています。

 以下、ちょぼたん研究所が有する柔らかさを実現する技術をご紹介します。

Flexible Actuator

 柔軟アクチュエータは、チタン系形状記憶合金線材が有する通電による自己伸縮性を利用します。下図の通り、形状記憶合金線材を駆動させたい箇所の上下に固定すると、形状記憶合金線材の伸縮を屈曲に変換することができます。円周上に等間隔で3本の形状記憶合金線材を配置し、通電量を調整すれば、全方位に屈曲させることもできます。このアクチュエータは、柔らかいのはもちろんのこと、振動・駆動音が非常に小さい、滑らかな動作ができるという利点があります。ただし、必要な通電量が一般的なアクチュエータより多い、駆動力が小さいという問題もあり、開発を継続しています。

柔軟アクチュエータの駆動原理

[関連文献]

Flexible Touch Sensor

 柔軟接触センサは、フォトリフレクタが有する空間認識能力を利用します。下図の通り、スポンジをくり抜いて作った空洞は、外力により変形して狭くなります。フォトリフレクタは、照射した光が反射物にあたり、反射された光の量により反射物の有無や距離を検知するセンサなので、空洞のサイズ、ひいては外力の大きさを反射される光の量として検知することができます。反射される光の量の時間変化により、どのような接触であったかも検知することができます。この柔軟接触センサは、非常に安価な構成である、外力により変形するものでさえあれば素材に制限がないという利点があります。

柔軟接触センサの検出原理

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