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AI搭載ロボットハンド、複雑なプログラミングなしで人間の把持動作を再現

科学者たちは、ADAPT Handというロボットハンドを開発しました。この手は、人間のような動きを自発的に生み出しながら、24種類の物体を93%の成功率で把持できます。複雑なプログラミングに頼るのではなく、手全体に分散された柔軟な素材と構造を活用することで、自然な動作パターンを実現しています。この革新は、アルゴリズムだけでなく材料科学を通じて人間の能力を模倣するバイオミメティック・ロボティクス分野における大きな進歩です。
AI搭載ロボットハンド、複雑なプログラミングなしで人間の把持動作を再現

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)のCREATE(Computational Robot Design & Fabrication)ラボの研究者たちは、バイオミメティック・ロボティクス分野で大きなブレークスルーを達成しました。彼らが開発したADAPT Hand(Adaptive Dexterous Anthropomorphic Programmable sTiffness)は、環境情報の精密な取得や複雑なプログラミングを必要とせず、人間のような巧みさで物体を把持できます。

カイ・ユンゲ氏とジョジー・ヒューズ氏によって開発されたADAPT Handは、実験で24種類の物体を93%という高い成功率で把持することに成功しました。特筆すべきは、この成果が明示的なプログラミングによるものではなく、柔軟な素材と物体との相互作用によって手の動きが自発的に生まれる点です。

「人間は物体を把持する際、外部から多くの情報を得なくても自然に掴むことができます。それは、物体と人間の手の間で生じる柔軟な(ソフトな)インタラクションが理由だと考えています」と、2025年5月13日にNature Communications Engineering誌に研究成果を発表したユンゲ氏は説明します。

従来のロボットハンドが各関節にモーターを必要とするのに対し、ADAPT Handは20の関節に対して12個のモーターしか使っていません。残りの機械的制御は、バネやシリコン製の「皮膚」によって実現されており、これらは硬さを調整することができます。手は物体を持ち上げるために4つの基本的な動作のみをプログラムされており、それ以外の適応は追加のプログラミングなしで行われます。これはロボティクス分野で「オープンループ制御」と呼ばれる手法です。

手全体に分散した柔軟性(皮膚、指、手首)は、物体の形状に応じて把持動作を自己組織化し、持つ物体によって自動的に異なる把持タイプを示します。人間の把持パターンと比較した場合、ADAPT Handは自然な人間の把持と68%の直接的な類似性を達成しました。

このアプローチは人工システムと生体システムのギャップを埋め、義手や医療用ロボット、産業自動化などの応用分野に革命をもたらす可能性があります。複雑なアルゴリズムではなく、材料を通じて人間の手の生体力学的特性を模倣することで、ADAPT Handはロボットが物理世界とより自然に相互作用できることを示しています。これは次世代の支援技術に不可欠な要素です。

Source: Sciencedaily

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