A exclusive look at an global most dynamic robots
驚くほどの敏捷性と動物のような反射神経を持つ Boston Dynamics の生物学に基づくロボットは、常に並ぶものがいないように思われてきました。 しかし、その優位性は、同社がその技術を、時には文字通り新たな高みへと押し上げることを止めてはいない。 ボストンダイナミクス社の最新の脚式ロボットは、丘を登り降りし、障害物を乗り越え、さらには体操選手のように空中に飛び出すこともできる。 その魅力は否定できない。 ボストンダイナミクス社がYouTubeに新しいビデオをアップロードするたびに、あっという間に数百万回の再生回数が記録されます。 ボストン・ダイナミクスは、かつてグーグルの親会社アルファベットが所有し、現在は日本のコングロマリット、ソフトバンクが所有しているが、その設計については長い間秘密にしてきた。 ボストン近郊のマサチューセッツ州ウォルサム本社への立ち入りを許可された出版物はほとんどない。 しかし、この8月のある朝、IEEE Spectrumはその中に入ってみた。 その日、私たちはユニークな写真撮影を許可されたのです。 高速度カメラと強力なストロボを使って、走る、登る、跳ぶなど、同社のロボットのアクションを撮影することになったのです。
また、この写真を使って、ロボットガイドでご覧いただけるインタラクティブな画像も作成しました。 これらのインタラクティブ機能により、ロボットを 360 度回転させたり、画面上で歩かせたりジャンプさせたりすることができます。
Boston Dynamics は、BigDog、SandFlea、WildCat といった名前のロボット獣のミニチュアを長年にわたって集めてきました。 今回は、その中でも最も先進的な2つのロボットに注目しました。 軽快な四足歩行の「スポット」と、大人サイズのヒューマノイド「アトラス」です。
スポットは、環境を感知しながら、ほとんどどんな地形でも移動することができます。 ボストンダイナミクスは最近、これをリースできるようにし、年間1000台ほどを製造する計画です。 ボストンダイナミクス社は、Spot、あるいはSpotの群れが、工業用地の検査、危険物処理、荷物の配送などを行うことを想定しています。 また、YouTubeでの知名度も抜群だ。 シルク・ドゥ・ソレイユが、新しい劇団員としてSpotのオーディションを行うなど、エンターテインメントの可能性さえもあります。 身長150cmのこのヒューマノイドは、印象的な運動能力を発揮することができます。 アトラスのアクチュエーターは、同社がゼロから設計したコンパクトかつパワフルな油圧システムで駆動しています。 このユニークなシステムにより、80キログラム（176ポンド）のロボットは、これほど大きなヒューマノイドには不可能と思われるアクロバティックな跳躍や反転を行うのに必要な爆発的な力を得ることができるのです。 アトラスは、YouTube で一連のパロディ動画や、ロボットによる乗っ取りについてのジョークを刺激しました。
Boston Dynamics はロボットを作ることに優れていますが、それを販売できることを証明するには至っていません。 1992年にMITからスピンオフして設立されて以来、同社は研究開発中心の企業であり、初期の資金のほとんどは米軍のプログラムから得ていました。 2017年に、ソフトバンクに買収されてからは、商業化の重視が強まったようだ。 ソフトバンクの創業者兼CEOである孫正義氏は、ロボットと利益を愛することで知られています。
Spotの発売は、ボストンダイナミクスにとって、その創造物を「製品化」しようとする大きなステップとなります。 動物や人間と同じように、ダイナミックに世界と対話するマシンを作りたいのです。 何か変わったことはありますか？ そうですね、ひとつだけ」と彼はにっこり笑う。 ロボット研究者としてのキャリアをスタートさせたばかりのころは、論文を書いては引用回数を数えていたものです。
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In the Spotlight
Photo: Bob O’Connor Boston DynamicsはSpotを様々なアプリケーションに適した多用途のモバイルマシンとして設計しました。 同社はSpotの価格を発表しておらず、選ばれた顧客がこのロボットをリースできるようにすることだけを述べています。 ペイロードベイを使えば、ロボットの背中に最大14キログラムのハードウェアを追加することができます。 ボストン・ダイナミクスが提供する予定のアクセサリーの1つは、6自由度のアームで、Spotが物を掴んでドアを開けることを可能にします。
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Super Senses
Photo: Bob O’Connor Spot のハードウェアは、ほとんどカスタムデザインされています。 制御用の強力なプロセッシングボードと、知覚用のセンサーモジュールが含まれています。 センサーはロボットの胴体の前後左右に配置されています。 各モジュールは、ステレオカメラ、広角カメラ、テクスチャプロジェクターで構成され、暗い場所での3Dセンシングを強化する。 このセンサーにより、ロボットはSLAM（simultaneous localization and mapping）と呼ばれるナビゲーション手法を使って、自律的に移動することができます。
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Stepping Up
Photo: Bob O’Connor Spotは自律的な動作に加えて、ゲーム感覚のコントローラーで遠隔操作することも可能です。 しかし、手動モードであっても、ロボットは高度な自律性を発揮しています。 前方に障害物があれば迂回する。 階段があれば、それを登る。 このような動作モードに入ってからは、オペレーターの指示は一切なく、ロボットが完全に単独で動作を行います。 階段を下りるときは、Spotは後ろ向きに歩きますが、これはBoston Dynamics社によると、より安定性を高めるためのアプローチだそうです。
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Funky Feet
Gif: Bob O’Connor/IEEE Spectrum Spot の脚は 12 個のカスタム DC モーターで駆動され、それぞれが高いトルクを提供するようにギアダウンされています。 ロボットは前進、横歩き、後ろ歩き、そして最高速度1.6メートル/秒でトコトコと歩くことができます。 また、その場での旋回も可能です。 その他、這うように歩いたり、歩いたりすることもできます。 YouTubeの人気動画では、ポップ・ヒット曲「Uptown Funk」に合わせて踊り、派手な足さばきを披露している。
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Robot Blood
Photo: Bob O’Connor アトラスは28個のアクチュエーターからなる油圧システムで動いている。 これらのアクチュエーターは、基本的には加圧された流体が充填されたシリンダーで、大きな力でピストンを駆動することができます。 その性能の高さは、ボストンダイナミクス社がそれまで使っていた航空宇宙用のものに比べて、格段に小さく軽いカスタムサーボ弁によるものです。 アトラスの内部は、外からは見えませんが、これらの油圧アクチュエーターと、それらをつなぐ流体ラインで満たされています。 これらのラインのいずれかが破裂すると、アトラスは作動油を排出しますが、その色はたまたま赤でした。 Bob O’Connor/IEEE Spectrum
現行バージョンのアトラスは、2015年のDARPA Robotics Challengeのために作られたオリジナルモデルを徹底的にバージョンアップしています。 最新のロボットはより軽く、より機敏になった。 ボストンダイナミクス社は、産業用3Dプリンターを使って主要な構造部品を作り、初期の設計よりも大きな強度対重量比をロボットに与えています。 また、次世代アトラスは、先代のアトラスができなかったことができるようになりました。 3771>
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Walk This Way
Photo: Bob O’Connor アトラスを制御するために、オペレーターはマニュアルコントローラーで一般的なステアリングを行い、ロボットはステレオカメラとライダーを使って環境の変化に適応する。 また、アトラスはある種の作業を自律的に行うことができます。 例えば、ダンボール箱にバーコードタイプの特殊なタグを付けると、アトラスはそれを拾って積み上げたり、棚に置いたりすることができます。
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Biologically Inspired
Photos: Bob O’Connor Atlas の制御ソフトウェアは、ロボットに関節の動かし方を明確に指示するのではなく、ロボットの身体と環境との相互作用に関する基礎物理の数学的モデルを採用しています。 アトラスは、全身を使ってバランスをとりながら移動します。 障害物を飛び越えたり、アクロバティックなスタントをしたりするとき、ロボットは足だけでなく上半身も使い、アスリートがするように腕を振って推進します
この記事は「By Leaps and Bounds」として2019年12月の印刷物に掲載されています。