デジタル版(電子版)』のサービス開始を記念して、特別に誰でも閲覧できるようにしています。本記事はロボットとAI技術の専門誌『日経Robotics』のデジタル版です[画像のクリックで別ページへ]読者の皆さんは「オーディオ・アニマトロニクス」という技術をご存じだろうか。Disney氏による造語で、音楽やせりふに合わせて動くロボットによって、テーマパークなどにいるキャラクターを物理的に実現する技術を指す。同じ動きの反復を得意とするロボットの特性を利用しているという意味では産業用ロボットと同じだが、キャラクターには単に正確に動くだけでなく、表情豊かな動きをすることも求められる。Disney社がオーディオ・アニマトロニック・フィギュア(以下、フィギュア)を最初に実用化したのは1961年。空気圧で駆動するフィギュアで、自社のテーマパークに導入した。その後、油圧駆動アクチュエータを採用したフィギュアのハードウエア・プラットフォーム「A1型」を開発し、現在はその改良版である「A100型」が標準となっている。A1型を手掛けた当時、キャラクターの衣装に収まるサイズであり、かつ人間と同等の動きのスピードを出すには、油圧駆動が唯一現実的な方法であった。騒音源であるポンプをキャラクターから離れた場所に置くことができるというメリットもある。制御システムも初期のアナログ式から次第に進化し、現在は断線検知機能や各センサからの信号を受けて稼働する自動停止機能などを組み込んだデジタル制御ユニットに置き換えられつつある。テーマパーク内のフィギュアはすべてネットワークで接続され、大きな問題が発生すると即座にメンテナンス部門に連絡がいくようになっている。フィギュアの制御方法は、基本的には関節ごとに独立したPD制御であるが、大きな関節では力情報をフィードバックしてスムースな動きを実現している(Disneyグループ内ではこれを「コンプライアンス制御」と呼ぶが、ロボティクス分野で一般的にいうコンプライアンス制御とは意味が異なる)。以前はホール素子を利用した力センサを各関節に取り付けていたが、最近は配線と機構を簡略化するために圧力センサを組み込んだバルブを使うことで代用している。衣装の汚れなどが課題だった油圧駆動アニマトロニクスが初めて開発された時点では、油圧駆動アクチュエータの採用はやむを得ない選択だったといえる。油漏れによる衣装の汚れやメンテナンスの難しさは当初からの課題となっており、その後、電動モータへの移行が進んでいる。登場する「Lumiere(ルミエール)」であろう(図1)。ロウソクの燭台を模したこのキャラクターは、軟体動物のように滑らかに変形する動きが必要なため、通常のロボットのように剛体が関節でつながれた構造では実現不可能だった。Lumiereの外観ロウソクの燭台を模したキャラクターである。Disney社)[画像のクリックで拡大表示]そこで、本体の外装をシリコーンゴムで作るとともに、両腕・頭の先端には背後のカーテンの裏から伸びる6自由度マニピュレータの先端を固定し、外部から操作するという方法を採用した1)。マニピュレータ部分は壁の後ろに隠れているので、大きさについての制約が小さい。このため、大きな電動モータを使うことができた。最近では、通常のフィギュアにも電動モータを使う試みが広がっている。大出力が必要な関節に油圧駆動アクチュエータを使いながら、一部の関節には電動モータを使う試験が行われたことがあるほか、顔や手に電動モータを用いたフィギュアが既に実用化されている。フィギュアのプログラミングも手動から脱却する試みほとんどの既存のフィギュアはキャラクターのサイズや関節数に応じて手作業で組み立てており、CADデータが存在しない。このため、フィギュアの動きをプログラミングする際、シミュレーションや3次元アニメーションなどのソフトウエアにモデルを取り込むのが難しい。油圧駆動アクチュエータによる位置制御は電動モータほど追従性が良くないため、実機を動かさないと実際の動きが分からない。以上のような理由から、プログラミング時にはアニメーターがロボットの前に座り、関節を1つひとつ動かしながらキーポーズを作らなければならず、完成までには膨大な時間と作業量が必要だ。これを改善するため、新規に製作するフィギュアから2つの改革が順次始まっている。1つは、設計時にコンピュータモデルを使うことで、プログラミングする際にはアニメーターが3次元アニメーションソフトウエア上で作業できるようにすることである。ソフトウエアであればキーポーズのコピー&ペーストなどが簡単にできるため、プログラミング時間が大幅に短縮できるようになる。1つは、モーションキャプチャした人間の運動を基にしたアニメーション作成法の試行である。関節可動域の違いなどにより人間の運動をそのまま実現することはできず、アニメーターが手を入れる必要はあるが、プログラミング時の作業効率の向上につながることが期待されている。Honeydewと彼のアシスタントであるBeakerが電動2輪車に乗って登場し、ゲストとインタラクティブなコミュニケーションをするショーである。Lab(図2)などゲスト(入園者)とインタラクティブなコミュニケーションができるフィギュアが、いくつか試験的に開発されたことはある。いずれも遠隔操作と監視のための人員が必要なため、広く使われるまでには至っていない。自律的にゲストとインタラクションできるロボットの実用化に当たっては安全性の問題もあるが、筆者の研究グループによるA100型とのインタラクション技術(具体的にはキャッチボールをする)2)のように、ロボットをゲストから離れた場所に設置できるケースから順次実現していくことが期待されている。フィギュアの中には歩いたり、フィギュア同士で握手をしたりするように見えるものもあるが、実際に歩いたり握手をしたりしているわけではない。このため、見る角度やキャリブレーションの状況によっては、動きが不自然に見えることがある。本記事はロボットとAI技術の専門誌『日経Robotics』のデジタル版です[画像のクリックで別ページへ]一方、研究レベルではロボットによる歩行やマニピュレーションが実現されているほか、筆者らもロボットのバランス維持と人間らしい動きを両立させる制御の研究を行っている3)。現時点では動きの自然さや制御の頑健性に課題が多く、フィギュアへの応用はすぐには難しい。比較的転倒しにくい四足歩行ロボットなどから実用化が始まる可能性はあるだろう。経て、2008年より現職。運動機能のモデリング・計測・解析などに関する研究に従事。pp.28-29記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります。プレイヤーなど各サービスの全貌、業界別の参入機会・可能性などを解説。Specialエレキあらゆるプロセスで顧客ニーズに対応セキュリティも万全な新IoT向けマイコン毎月更新。世界で戦える工場マネージャー養成講座(全2回セット)国内外を問わず工場のマネジメントを担う管理者に求められるスキルを体系的に学べる講座です。工場長や...世界で広がる自動車電源48V化の最新動向とポイントクルマの電動化が加速する中、実用化が進む自動車電源の48V化について、元トヨタ自動車で世界初の4...今後10年で倍増へ、半導体100兆円市場を制するのは誰か世界の半導体市場は、今後10年で100兆円規模に倍増する方向性が見えてきた。活用を考えているエンジニアを対象に、必要な基礎知識と深層学習の最新技術動向を解説します...工場のものづくり力を世界レベルに強化する世界で戦える工場マネージャー養成講座の第2回。産業用ロボット本体メーカーの角度から、中国ロボット市場の最新発展状況を徹底的に調査。自動車から電機、産業機械まで製造業が「世界No.1製品」をつくるために必要な開発設計プロセスの全...次世代電池2020EVから空飛ぶクルマ、IoT/センサーネットに広がる次世代電池技術を徹底解説デジタルヘルス未来戦略どの技術、どの市場を狙うのか、そして、どこと組むべきか。「デジタルヘルス」に挑むなら、今。事業戦...突き抜けるデザインマネジメント「デザインなんかで経営が変わるわけない」と思っている人にこそ読んでほしい本。