1. はじめに
2022年9月5日から9日にかけて東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）にて開催された第40回日本ロボット学会学術講演会セッション参加レポートをお届けします．
2. セッション
レポートするセッションは9月8日の午後に開かれた「4K2: ソフトロボティクス(3/3)」です．コロナ禍における3年ぶりの現地開催ということもあり，椅子や机の消毒が求められる中，会場には多くの聴講者が集まっていました．特にこのセッションは人気があり，合計100人近くの聴講者がいました．そのため，ソーシャルディスタンスを意識して椅子には座らず立って聴講する人も多くいました．このように大変活気のある会議であったと感じました．それでは，このセッションの概要から説明いたします．
このセッションでは合計8件の発表が行われました．
1件目は中央大学の研究グループによる，「ソフトアクチュエータのための導電性ペーストを用いたひずみセンサの開発～ソフトグリッパの変形及び内部検知～」です．この発表では，一般的なセンサを取り付けることが難しい部分にも取り付けが容易なシリコーンベース銀フィラー導電性ペーストをソフトグリッパの膨張部に塗布することでペースト部の伸縮による抵抗値変化からグリッパの変形及びグリッパ内部の物体検知を行った実験の結果について報告しています．
2件目は立命館大学の研究グループによる，「複数材料から構成される空気圧駆動円筒形状膜の成型」です．この発表では，円筒形状の膜が膨張するアクチュエータにフォーカスし，複数材料膜を型取りで製作する手法を提案しています．
3件目は山形大学の研究グループによる，「マルチマテリアルで構成する3D印刷型真空駆動ソフトモジュールの拡張」です．この発表では，真空駆動ソフトモジュール「MORI-A」の耐久性などを向上させるために，構造体を構築するコネクタへの柔軟材料の導入と形状の再設計について報告しています．
4件目は関西大学の研究グループによる，「内骨格ジャミングハンドの開発」です．この発表では，挟む力を与える機構とジャミング転移による，人間の指の骨と皮膚のように汎用性のあるハンドを提案しています．
5件目は滋賀県立大学・山形大学の研究グループによる，「形状記憶ゲルと腱駆動機構を用いて1モータで駆動される多関節ロボット指の摩擦力低減のための改良」です．この発表では，著者らが開発してきた1つのモータで多関節を駆動可能なロボット指に関して，腱駆動の糸の滑り摩擦を生じにくくするための設計改良について報告しています．
6件目は大阪大学・奈良先端科学技術大学院大学・Microsoft・産業技術総合研究所の研究グループによる，「再把持のためのジャミンググリッパ模倣型の柔軟治具」です．この発表では，汎用的かつ高精度な再把持を実行可能な柔軟治具の開発を目的として，柔軟膜表面に滑りやすい加工を施し，再把持前の部品落下位置および生成される三角錐形状および部品落下試行の精度評価結果を報告しています．
7件目は岐阜大学の研究グループによる，「FinRay型ソフトグリッパ把持機能評価のための変形・接触力計測分析システムの開発（第一報）」です．この発表では，，FinRay型ソフトグリッパ（FRSG）を対象として，高空間分解能の接触力計測装置を開発し，カメラ画像分析型グリッパ変形計測装置と組み合わせた変形・接触力分析システムを提案しています．
8件目は東京大学の研究グループによる，「表皮と骨格を一体で3Dプリンティングする腱駆動ソフトロボットハンドの開発」です．この発表では，骨格と表皮を一体で成形することによって人体の構造を再現することを目的として，3Dプリンティングする腱駆動ソフトロボットハンドの開発について報告しています．
これらの中から，私が特に興味を持った6件目の「再把持のためのジャミンググリッパ模倣型の柔軟治具」と8件目の「表皮と骨格を一体で3Dプリンティングする腱駆動ソフトロボットハンドの開発」について，詳しくレポートします．
2.1 「再把持のためのジャミンググリッパ模倣型の柔軟治具」(大阪大学・奈良先端科学技術大学院大学・Microsoft・産業技術総合研究所)
本発表では，工場などにおけるロボットによる部品の把持の負荷実性を低減することを目的としたジャミンググリッパ模倣型の柔軟治具の開発について報告されました.
従来の組立ロボットシステムでは，同種部品がバラ積みされたトレイから対象部品を把持して，治具および固定装置に位置決めした他部品に対して挿入や位置合わせが行われていました．そのため，これらの作業の再現性のためには，接触状態遷移に基づく精緻な操作が要求されています．
この研究では，汎用的かつ高精度な再把持を実行可能とするための柔軟治具の開発と，柔軟治具を利用した再把持計画および実行方法論について報告されました．従来の際把持用の治具には，三角錐状のくぼみを設けてあります．この三角錐状のくぼみに部品を置くと．部品はくぼみに小さな力で挟まることから，再度安定して把持ができます．しかしながら，単一の治具では部品の大きさによっては，安定した再把持が難しかったです．
そこで，本発表では，様々な形状や大きさに対応可能な再把持用の治具を提案しています．提案された再把持可能なジャミンググリッパ模倣型の治具をFig. 1の(b)に示します．Fig. 1 (c)に示すように，初めに治具に三角錐状のハンドルを押し付けることで，三角錐状のくぼみを形成します．その後，ジャミング転移によりこのくぼみが維持されます．次に，Fig. 1(d)に示すように，再把持するするための部品をこの治具に置くと，重力により部品がくぼみに滑り落ち，くぼみに挟まることで安定した再把持を可能とします．単一の治具でも異なる三角錐状のハンドルを押し付けることで様々な形状やサイズの物体を再把持可能となることに期待ができます．
本発表では，提案した治具の表面と部品の摩擦力が大きく，治具に置かれた部品がくぼみに滑り落ちにくかったことから，Fig. 1(d)のようにシリコンスプレーが治具の表面に塗布されたことが示されました．著者も別の研究で，シリコンスプレーを利用したことがありました．その経験から，一度付着するとシリコンスプレーはとりきることが難しいと思いました．そこで，発表における質疑の時間に，シリコンスプレーが把持に影響を与える可能性について質問をさせていただきました．回答として，今後必要があればシリコンスプレーを用いず，表面の摩擦力を低下させる方法を採用する可能性があるとのことでした．
Fig. 1 Jamming-gripper-inspired soft fixture.（予稿原稿 [6] より転載）
Fig. 2 Geometries of a generated triangular cone.（予稿原稿 [6] より転載）
2.2 「表皮と骨格を一体で3Dプリンティングする腱駆動ソフトロボットハンドの開発」(東京大学)
本発表では，人体を規範とした表皮と一体で3Dプリンティングする腱駆動ソフトロボットハンドの開発について報告しています．人間と同様なタスクを実現できることから，ロボットハンドの開発に注目が集まっています．しかしながら，人間の構造を規範としたロボットは構造が複雑で部品点数も多いことから，高価で組み立てが困難という課題がありました．
そこで，本発表ではFig. 3に示すような複雑なハンドの形状を一体成形したハンドが提案されました．このハンドは，硬い材料と柔らかい材料を一体で造形しており，関節部分が柔らかい材料により屈曲可能となっています．したがって，このハンドにワイヤを通すことにより，ハンドが屈曲できるように設計されています．発表内では，この屈曲を生むためのいくつかの工夫が述べられました．具体的には，指の手のひら側には，関節屈曲時の破損を防ぐために，隙間が設けられました．また，関節の周囲は薄い材料とすることで材料の破損を防ぐ構造となっています．
このような試行錯誤をもとに，開発したハンドのハンド部分を取り出し，Fig. 4に示すようにロボットの指に腱を通した状態で，アクチュエータにより腱を引っ張り，指の屈曲が実機により再現されました．
以上のように，指の長さや形状が実際の指の長さと同様になっており，よく考えられたロボットになっていると感じました．さらに，発表に対する質疑のなかでは3Dプリンタのサポート材の取り方に関する質問やワイヤの通し方について説明がありました．私も3Dプリンタにより柔軟硬質な材料を一体造形する研究に携わったことがあり，サポート材の取り方や後加工の方法について興味がわきました．今後もロボットの自動駆動なども含めて開発が進められることが期待されます．
Fig. 3 印刷した4 指のハンドと人間の手の比較．（予稿原稿 [8] より転載）
Fig. 4 屈曲実験時の様子．（予稿原稿 [8] より転載）
3. おわりに
以上で「4K2:ソフトロボティクス（3/3）」のセッションレポートを終わります．この他にも，「4K1:ソフトロボティクス（2/3）」「4E3:生物模倣ロボット」のセッションについてもレポートしていますので，そちらも是非御覧ください．
本セッションにおける発表の様子をFig. 5に示します．Fig. 5のように発表者がスクリーンの横に立ちレーザーポインタなどでスクリーンを指しながら説明するコロナ禍以前と同様の発表形式でした．このように，若手や学生を含めた様々な研究者に対面での議論の場を感染対策をしつつ準備をしてくださった大会運営の方々には同じく学生として感謝いたします．
Fig. 5 会場における発表の様子．（6件目の発表：清川拓哉「再把持のためのジャミンググリッパ模倣型の柔軟治具」）
参考文献
[1] 藤谷希一，奥井学，中村太郎，“ソフトアクチュエータのための導電性ペーストを用いたひずみセンサの開発～ソフトグリッパの変形及び内部検知～，”日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K2-01 , 2022.
[2] 三森友貴，王忠奎，松野孝博，平井慎一，“複数材料から構成される空気圧駆動円筒形状膜の成型，”日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K2-02, 2022.
[3] 阿部壮真，小川純,，渡邉洋輔，MD Nahin Islam Shiblee，川上勝，古川英光，“マルチマテリアルで構成する3D印刷型真空駆動ソフトモジュールの拡張，”日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K2-03 , 2022.
[4] 徳山輝海，荻野正樹，“内骨格ジャミングハンドの開発，” 日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K1-04, 2022.
[5] 花畑直哉，山野光裕，安田寿彦，西岡靖貴，シブリ エムディ ナヒン イスラム，吉田一也，古川英光，多田隈理一郎，“形状記憶ゲルと腱駆動機構を用いて1モータで駆動される多関節ロボット指の摩擦力低減のための改良，” 日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K2-05 , 2022.
[6] 清川拓哉，胡正涛，佐久間達也，万偉偉，高松淳，原田研介，“再把持のためのジャミンググリッパ模倣型の柔軟治具，” 日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K1-06 , 2022.
[7] 北村高秀，松下光次郎，佐々木実，“FinRay型ソフトグリッパ把持機能評価のための変形・接触力計測分析システムの開発（第一報），” 日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K2-07 , 2022.
[8] 深山和浩，河原塚健人，岡田慧，稲葉雅幸，“表皮と骨格を一体で3Dプリンティングする腱駆動ソフトロボットハンドの開発，” 日本ロボット学会第40 回学術講演会予稿集，4K2-08 , 2022.
伊藤文臣 (Fumio Ito)
2021年中央大学大学院博士前期課程修了後，同大学博士後期課程入学．同年より日本学術振興会特別研究員 DC1，日本ロボット学会学生編集員．現在に至る．
生物を規範とした外骨格型瞬発力発生機構や，蠕動運動による管内移動ロボットに関心を持つ．
IEEE graduate student member，日本機械学会学生会員．
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