川崎重工／人間型ロボットで産業車両運転可能な可搬型遠隔操作システム開発

川崎重工（株）は、人間型ロボットの操縦を目的とする、小型・軽量で持ち運ぶことができる可搬型遠隔操作システムを開発した。
このシステムは、災害現場や土木建設現場などで作業する人間型ロボットを操作者が遠隔地から人間型ロボットの状況や作業現場周辺の環境を高臨場感で体感しながら操作できる遠隔操作システム。
遠隔操作システムは、ロボットのアームの動きを指示する「マスターアーム」２台と、脚部を制御する「マスターフット」、そしてマスターアームとマスターフットを統合制御する「制御装置」から構成されている。
これらの機器は作業現場への運搬のため、軽量化して専用のケースに収納されるなど可搬性が考慮されており、ロボットを遠隔操作する際には、ロボットに搭載したステレオカメラからの映像を操作者に高臨場感で提示するために３次元映像提示システムを使用している。
同社は、２０００年４月に人間型ロボットを高臨場感で遠隔操作できる、片腕７自由度を持つ「マスターアーム」とロボットの歩行やバランスを取る時の腰の動きを操作者に伝える「体感提示装置」で構成する、定置型の遠隔操作マスターシステムを開発している。
このシステムを用いて、同社は災害復旧現場などの危険な作業空間や土木建設現場などの悪環境下で、あたかも人間の分身として車両や機械の操作ができるシステムの構築を目指し、人間型ロボットが立った状態でフォークリフトを運転する試験を行ってきた。そして、２００１年６月にはフォークリフトへの乗り込みから運転操作までを遠隔操作することに成功している。
今回開発した可搬型遠隔操作システムは、定置型の遠隔操作システムをベースに、高い操作性と臨場感を持ちながら、装置のコンパクト化を図った簡易型のシステム。
同社は、この可搬型遠隔操作システムを使い、災害現場などの悪環境下で実際に使用が想定されるバックホウ（油圧ショベル）を、人間型ロボットが運転席に着座して操作する実験を行い、このほど遠隔での操作を実現し、可搬型遠隔操作システムの実用性を確認した。
可搬型遠隔操作システムの特長
マスターアームの特長
（１） 人間の腕と同じ６自由度のマスターアームで、ロボットの双腕を同時に操作することができ、操作者にロボットのハンド部にかかる荷重を提示する力／モーメント提示機能を持つ。
（２） ＤＣモータによるダイレクトドライブ方式を用いることで摩擦を低くし、従来のマスターアームよりも操作力の低減をはかり、操作者の負担軽減を達成。
（３） 力／モーメント提示機能においては、手首部の機構を工夫することで操作者に力とモーメントを分離して提示することができ、高感度のマスターアーム操作を実現。
（４） ロボットハンドの開閉を指示するほか、多機能に利用することができる小型スイッチをマスターアームのグリップ部に新たに取り付け、操作の汎用性を高めている。
制御装置の特長
（１） マスターアーム、マスターフットとの入出力（カウンター、ＤＩＯ、ＡＤＤＡ）機能とＩＥＥＥ１３９４によるホストとの通信機能を備えた、多機能でコンパクトな制御ボードを新規開発し、制御装置の数を大幅に低減している。
（２） 制御ボードは、ＶｘＷｏｒｋｓ、ＬｉｎｕｘなどをＯＳとする、各種のホスト計算機で制御することが可能で、高い汎用性を持つ。
マスターフットの特長
光ファイバーを用いて操作者の足首の位置・姿勢を計測することで、両脚分の指令を同時に行うことが可能。
今後同社は、可搬型遠隔操作システムを使った屋外におけるバックホウの運転実験を行い、同システムの機能実証を行うとともに、遠隔操作システム技術の向上を図っていく。