第164回「伸びるロボットをつくりたい　と　曲がる関節の検討」

伸びるロボットをつくりたい

　毎年恒例の、来年の卒業研究テーマ・研究室配属を決める、学生さんのプレゼンの時期になりました。今年もまた、学生さんのいろいろなアイデアが出てきているのですが、今年気になっているのは、「伸びる機構」が手段として検討に含まれていることです。直動により伸びる方式を口にする学生さんには、大きく、二つを問います。
　まず、その具体的な機構案を考えているかどうか。大抵は、外部の力で伸ばすような受動的なものではなく、動力のある能動的な機能として思い描いているのですが、それを具体的に実現できる方法を持っているかどうか。ピンと来ていないようなら、実世界で伸縮するようなものを挙げてみよ、と。わかりやすいところでは、部品レベルでは土木機械などの油圧シリンダ、一式装置なら、はしご車などの消防車輌やクレーン車があります。最近は見かける頻度が減っていますが、カメラのズームレンズ部分も伸縮し、コンパクトカメラの一部は電源を入れると、どこに入っていた？と思うほどに伸びてきます。
　次に、「あなたにとって、ひじ、ひざの関節の役割はなんですか？」と問います。ここでいう関節は、骨の構造や周辺組織、筋肉などを含む一式、ロボットメカトロで言えば、回転軸と駆動系・モータなど一式のニュアンスです。首は頭の、手首は手の方向を変える目的があり、肩関節や股関節は腕や脚の方向を決めます。では、肘・膝は。私の解釈では、「長さを変えるための関節」であって、対象に実操作をする手や足の胴体からの距離を変えます。
　この二つをよく考えて欲しいのは、「本当にそのプラン・目的で伸縮は必須か」という問いです。伸縮機構は設計実装や思った通りの性能を出すことがメカ的にかなり難しい機構であって、もし、本来のゴールのために「長さを変えるために伸縮しなくても良い」なら、伸縮しない、曲がる関節で実現する手段も（を）検討すべきで、どうしても直動伸縮が必要なら、本気でその実現方法を調査・検討しなければなりません。