【レポート】

早稲田大学とテムザック、人間搭乗型2足歩行ロボット「WL-16RII」を発表

1 脚にパラレルリンク機構を採用

山田久美  [2005/05/02]
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4月28日、早稲田大学ヒューマノイド研究所高西淳夫研究室とテムザックは、福岡市博多区にあるロボット体験スペース「ロボスクエア」にて、階段昇降が可能な人間搭乗型2足歩行ロボット「WL-16RII」の研究発表会を開催した。これは、2004年11月、福岡市との協定締結によってロボットスクエア内に設置された早稲田大学ヒューマノイド研究所の福岡分室が中心となって、ロボット産業振興会議(福岡県、北九州市、福岡市による共同運営)の支援を受けて開発したWL-16RIIの研究成果をデモンストレーションしようというもので、福岡市のロボット開発・実証実験特区において、人を乗せての階段昇降歩行に成功したという。

向かって右から山崎広太郎福岡市長、早稲田大学理工学部高西淳夫教授、事業化展開を行うテムザック高本陽一代表取締役社長

早稲田大学ヒューマノイド研究所のメンバー

福岡市は2003年度に国からロボット実証実験特区として認定を受け、2004年2月より、日本初の公道におけるロボットの各種実証実験をバックアップしている。今回、同発表会に出席した山崎広太郎福岡市長は、「これまでもさまざまなロボットの実証実験をサポートしてきたが、特に、ヒューマノイドロボットの研究では世界トップレベルである早稲田大学ヒューマノイド研究所が、昨年11月に福岡分室を設置したことで、同分室を拠点とした実証実験がますます加速している」と述べ、「今後も、"ロボットに出会う町、福岡"の具現化に取り組んでいきたい」と挨拶した。

今回、発表されたWL-16RIIの最大の特徴は、脚にパラレルリンク機構を採用していることで、これにより、通常の2足歩行ロボットが採用しているシリアルリンク機構に比べ、極めて大きなパワーを出すことができるほか、剛性や安定性も高いといったメリットを持つ。

動画
研究メンバーを乗せての階段の昇降をデモンストレーション(wmv形式 3MB 1分35秒)

一方で、パラレルリンク機構には可動範囲が狭いといったデメリットもある。そのため、今まで平面歩行は実現できていたものの、階段昇降など脚を広い範囲で動かす動作は不可能であると考えられてきた。しかし、WL-16RIIでは、脚を振り出す方向に腰をねじることによってこの問題を解決。実際、人を乗せた状態での2足歩行による蹴上200mmの階段昇降に成功したといい、今回のデモンストレーションでも、研究メンバーの成人男性を乗せたWL-16RIIが、会場内に設置された階段を昇降する様子などが披露された。

WL-16RIIに乗る市長

WL-16RIIの具体的な仕様は、全高1200~1540mm、総重量62kg、機構のリンク形式はスチュワート・プラットフォームで、全身自由度12、脚自由度(片脚)6。歩行周期は0.96~1.92s/step、歩幅0~300mm/stepとなっている。コンピュータはPentium III 850MHzを搭載する。

スチュワート・プラットフォームとはパラレルリンクメカニズムの代表的な機構で、WL-16RIIでは、並列に連結された6本の伸縮するリンクが協調して動作することにより、軽量化を図りつつ、機構の剛性を向上させることが可能となっている。そのため、約94kgまでの重量物を載せて歩行することができるという。また、歩行制御には、高西淳夫研究室が1987年に基本理論を発表し、研究を進めてきた「ZMP安定判別規範に基づくモーメント補償軌道算出アルゴリズム」という2足歩行制御方式を用いている。
 
開発コンセプトは「さまざまなシステムの搭載、また人間の搭載も可能な汎用移動モジュールとして実用に足る2足歩行ロボット」で、2足歩行ロボットと言っても、例えば、ホンダのASIMOなどとは異なり、脚と腰部のみで構成されているため、上体部に人間や荷物を載せて運べるほか、下半身だけでも自立歩行が可能な"汎用"移動ロボットを目指しているとのこと。

現段階で最重要視している応用分野は福祉で、階段や斜面を昇降できる2足歩行型車椅子や、お年寄りがつかまって歩くための歩行支援機などへの応用が検討されている。実際、Webサイト上に公開したことにより、インドや欧州など世界各国からの問い合わせも多く受けているとのこと。

特に、従来からある車椅子の場合、健常者よりも目線が低い位置になってしまうため、どうしても主従関係を感じてしまうという車椅子利用者も多く、その点、2足歩行型車椅子であれば、こういった問題が解消されるといったメリットもあるという。

今後、汎用2足移動モジュールへの展開が考えられている

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インデックス

目次
(1) 脚にパラレルリンク機構を採用
(2) 高西教授にインタビュー

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