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開発支援のお願いと御挨拶 
 人型ロボットに応用可能な空圧制御技術の開発を続けて、約30年が経過しました。私は現在、総勢わずか14人の会社を経営しております。経営難と闘いながら、わずかな時間を探しつつ、また数年の研究中断を何度も乗り越えて、ようやく実際に目で見てわかる形で、この技術を皆様に紹介できるところまできました。
 
制御方法 : 電気サーボモーター制御、油圧制御、空圧制御、それぞれに利点と欠点があります。現在、世に存在する技術の中では、空圧制御が最も理想実現に近いのではないかと考えています。 
災害ロボット : 人間が立ち入ることのできない災害現場で、遠隔操作によりあらゆる作業をさせることができる人型ロボット、それが開発の目標です。
開発資金 : 当社の組織、資金、時間、場所など開発環境は充分ではありません。経営難の中で本業の合間に開発していたのでは、世の中に役に立つ技術開発を完成させ、ロボットを製品として販売することなど、夢のまた夢です。
クラウドファンディング : そこで、当社の技術内容の概要を内外に広く公開し、まずは開発資金集めることで、開発環境(人材・場所・設備など)を次第に整えてくことにしました。
 
この技術に共感される皆様の御支援を切にお願いします。
 

   (株)エイシン技研 代表取締役 久保幾營
 
 
 
 何故、人型ロボットに空圧制御を応用するのか ? 

三つの制御形態とその特徴
 
① 電気のサーボモータ制御
○ 利点-制御が容易。制御技術が最も進化している分野。機器や部品も非常に多く存在する。
● 欠点-アクチュエータ単位体積当たりのパワーが無い。減速機が必要。直線運動に変換するのが困難。位置平衡制御のため、慣性モーメントや外力を受けた時、過負荷によって減速機が破損する可能性が高いので、トルク制御が必要。電源の容量を大きくする必要がある。電気モーターは銅線と鉄なので多用すると全体の重量が大きくなる。
 
② 油圧制御
○ 利点-アクチュエータ単位体積当たり非常に大きなパワーが出せる。制御しやすい。頑丈に作れる。
● 欠点-油圧発生源を搭載する必要があり、これを駆動するのはモータによるため、大きなスペースと強力な電源またはエンジンを必要とする。オイル回収経路が必要。
 
③ 空圧制御
○ 利点-アクチュエーター単位体積当たりのパワーをかなり大きくできる。力平衡制御になるため、慣性モーメントや外力を受けた時、過負荷で破損することが少なく、柔軟に対応することができる。消費した空気の回収経路が不要。機器の小型化が容易。空気源と電源を最小にできる。
● 欠点-制御が難しい。このため、工学の分野において、空圧制御をロボットに応用可能と考える人は、極めて少ない。
 
 人型ロボット開発において、現時点のサーボモーター技術または油圧技術を用いて、ほぼ人間と同様な作業をさせ、パワーを併せ持つ多関節ロボットを設計するのは、非常に難しい課題です。しかし、空圧は制御が難しいだけであり、これを克服することができれば、大きな可能性が拓けると考えます。
 
 これを実証するために、これらの動画とサイトを公開しています。

 右腕の開発と動画による説明

001 ロボットアームの基礎研究 2018 11 19

 
 
 
 
 
 人間が5.0kgの重りを持って腕を水平に上げようとすると、肩の周囲の筋肉には非常に大きな力が発生します。肩だけではなく、バランスをとるために腹筋や背筋なども緊張するはずです。また、人間の肩の旋回範囲は非常に大きい。このような事を実現するために、また腕を伸ばして作動させたときの空圧による制御性能はどのようなものになるのかを確認するために、この実験装置を製作しました。そして、速度制御、位置決め制御、慣性モーメント対策などの実験を繰り返しました。
 
 この動画は約4年前に撮影したものです。その後3年間開発を中断していましたが、ようやくここに公開することができました。
 

002 ロボットアームの動作能力-無負荷
 2018 11 21
 

 
 
 
 
 
 
   手を除く腕の関節を完成させ、手が重りを持ってない無負荷の時の作動範囲と各関節を連携させて動かしたときの様子を動画にしてあります。この実験から、腕の180度ねじり運動能力が弱いことが判明したため、今後、改良する予定です。

003 ロボットアーム 2 5kg負荷と追従制御 2018 11 22

 
 
 
 
 
 
 
 2.5kgの重りを持たせたときの、稼働状況です。 
 
 追従制御は、ロボットを遠隔操作するための技術の一つです。
004 ロボットアーム 5 0kg負荷 2018 11 22
 
 
 
 
 
 5.0kgの重りを持って作動させています。
 
005 ロボットアーム 7.5, 12.5kg負荷
 2018 11 22
 
 
 
 
 
 
 
7.5kg, 12.5kg の重りを持ったときの屈伸運動です。  

 今後の開発ステップ
◆ 災害ロボット開発のステップ
 
1.右手の開発
    
●  一年以内に、動画で公開する予定です。
 
● 人間並みの握力を有し、スパナやドライバーを操作できる事を目標にしています。ドアのノブを自分で回してドアを開閉し、障害物を取り除き、人を助け出すことができるためには、指の関節に大きなパワーが必要です。
 
● 感覚センサーを指先に埋め込み、卵のようなものをつかめるようにするのは、それほど難しいことではありません。
 
● 動画で公開している右腕と右手の設計が最も難しい。一本の腕に合計16本前後のアクチュエータと駆動ソレノイドを 埋め込む必要があるからです。 しかし、これをクリアできれば、二足歩行の機構設計は比較的容易であると考えます。
 
2.両手の開発
 
● 片腕と片手が完成すれば、両腕は極めて容易に実現できます。
 
● 右と左の腕と手が連携するソフト開発が重要になるでしょう。左手で何かを押さえ、右手で工具を操作することが可能になるなど、限りなく可能性が広がります。
 
3.二足歩行の開発
 
● 災害ロボットにおいて二足歩行は必ずしも、絶対条件ではありません。三足でも四足でも、あるいは多足でも良いかもしれません。しかし、狭い場所での活動を考えると、二足歩行は理想的だと思います。
 
● 瓦礫の中で転んでも、自力で立ち上がるためには、人間のように腰の関節、股の間接、足首の関節が柔軟で、指も何本か必要です。そして、何よりもパワーが必要です。立ち上がるための、両足と両手の連携ソフトの開発が重要になるでしょう。
 
● そして、自分の体重を支えるだけではなく、その二倍ぐらいの重さに耐えられなければ、災害現場で働くことはできません。腕と異なり、足は体積が大きく口径の大きな空圧シリンダを装着し制御することで、非常に強力なパワーを持たせることができます。
 
●平衡感覚センサーも二足歩行にとって重要になります。頭、胸、腹、腰の位置と傾斜、重心の位置測定を総合的に判断するソフトの開発が重要になるでしょう。  
 
4.遠隔操作技術の開発
 
● 災害現場の中で働くためには、遠く離れた距離を遠隔操作する必要があります。そのためには、ロボットの目と耳で感じたこと、距離と方角そして色などを双方向で送信する必要があり、高度な通信技術が必要になると思われます。
 
● ロボットを操作するための、各種センサーを埋め込んだマニピュレータスーツの開発も必要です。ロボットが感じた指先の感覚がロボットを操作する人に伝わること、操作する人が指先に力を入れたとき、ロボットも力を入れることができるなど、双方向の感覚送信が必要です。操作する人が、遠く離れたロボットを通じて力の入れ具合やざらざら感などを感じることができなければ、細かい仕事はできません。
 
● ロボットに細いエアホースと電源ケーブルを接続したまま、作業させることも可能ですが、自立するためのガスボンベやバッテリの開発も必要です。空圧ロボットの場合、液体窒素や通常のガスボンベなども駆動圧力源として使えそうです。
 
● エア源と電源の中継基地や、空のボンベとバッテリを満タンのものにロボットが自分で交換できるシステムも必要になります。
 
5.各災害形態に耐えられるロボットとシステム開発
 
● 人が活動できない災害現場とは、主として火災、水中、危険ガス、放射線などが考えられます。それぞれの現場の環境に耐えられる部品やシステムの設計が必要になります。
 
● 今は、純粋に工学的な立場からロボットの開発を進めていけますが、最終ステップでは災害の環境について、あらゆる角度から検討する必要があります。そうしないと、たちどころに故障する可能性が高いからです。
 
 
 ◆ その他のロボットへの応用
 
1.介護・作業支援ロボットへの応用と開発
 
● 事業として魅力的な分野なので、当面の資金や人材が確保されれば、是非とも進出したいと考えます。
 
2.人型以外のロボット開発
 
● 四つ足型、トカゲやヘビに似た多足型など、夢のあるロボット開発です。
 
3.ホビーまたは研究者のための各種部品の販売 
 
● 空圧制御を応用したロボット開発の裾野を広げ、同時に開発資金を回収するために、ホビーとして楽しめるロボットキットの開発や研究者への部品供給も今後は検討したいと考えています。

 御支援のお願い-クラウドファンディング  
◆ 御支援のお願い
 
夢の実現へ
 
 田中久重のからくり人形を見ると、無条件に「すごい」と思います。鉄腕アトムが大ヒットしたように日本人はロボットが大好きです。ですからロボットの研究者は、全員が大きな夢を持っていることでしょう。
 
 高度なパフーマンスをするエンターテイメントロボットは すばらしいと思いますが、何か物足りなさを感じるのは、多くの人が持っている夢の大きさが原因だと思います。その大きな夢とは何でしょうか。
 
 私は、災害ロボットに代表されるように、人間に代わって仕事ができるロボット開発に、その夢の重心があると思うのです。Atlas のパフーマンスは驚異的ですが、油圧ユニットを搭載している(と思います)、そのためのスペースが大きく割かれ、 腕と手の機構が大幅に制約されているように思います。  
 
 これは、単なるビジネスや事業として金儲けがしたいというのではありません。人間が本来持っている夢の実現です。もちろん開発を持続し、事業を継続するためにはお金儲けの側面も非常に大切です。しかし、私が30年も研究を持続できたのは、夢が情熱となり執念となったからです。ここに技術の概要を公開したのは固執した執念でなく、本来の夢をもう一度思い起こし、皆様と一緒にその夢を実現したい、そして世の役に立ちたいためです。
 
 世界中の多くの研究者や企業が数十年かけて研究しているのに、福島の原発事故現場で働いたり、あるいは今後増え続けるであろう廃炉作業に従事できるロボットがまだ実現していないのは何故でしょうか。その大きな原因は、「何故、ロボットに空圧制御を応用するのか ? 」で述べた事にあると思っています。
 
開発資金
 
 現在は、組織も、人材も、時間も、場所も、資金も十分ではありません。夢の実現に向けて開発を加速するためには、まず第一に開発資金が必要です。継続的な資金があれば、計画的に人材を入れ、育てつつ開発を進められます。
 
 「今後の開発のステップ」に紹介したようなレベルに達していくためには、研究所というような施設が必要になるでしょう。あるいは様々な専門分野の技術も取り入れなくてはならないでしょう。それらを計画的に進めていくためにはマネージメントや組織力が必要であり、さらにセキュリティや発生する技術の保護も必要になります。
 
 膨大な資金と人材が必要になります。
 
 しかし、何事も最初はささやかな一歩から始まります。この動画とサイトがその一歩です。そして当社にとって、この開発を二歩三歩とむ進めていくためには、共感を持たれた方々の支援が是非とも必要です。
 
 この技術が徐々に本物になっていくならば、やがて大きなうねりとなり、いろんな分野の人材を巻き込んで、夢の実現へ向けてエネルギーが結集されていくのではないかと思います。
 
 個人でも法人でもかまいません、皆様の御支援をお待ちいたしております。

◆ 資金支援の応募方法
 
1.空圧式人型ロボット開発をしている(株)エイシン技研を支援する
 
● もちろん研究開発に資金を使うのが目的ですが、ロボットのために独立した会社を経営するわけではなく、また日常の他業務とロボット開発という区切りを明確につけられません。あくまでもロボット開発を続けている(株)エイシン技研を支援する、という性格の資金援助と心得てくださるようお願いします。
 
2.御寄付という形の支援
 
● 御寄付いただいた資金は、具体的な用途については公開できませんので御了承ください。
 
● 法人の場合は、資本金と寄付金額その他に基づいて一定金額の範囲で損金算入できるようですので、お調べください。
 
● 個人の場合は、所得税の減免等は受けられません。
 
● 多額の御寄付をいただいた場合、当社の決算時において、法人税の対象になる場合がありますので、御承知おきください。
 
3.募集期間
 
● 毎年、募集します。
 
● 決算近くになって御寄付をいただいても、計画的に有効使用できない可能性があります。決算は7月末ですので、8月から翌年の4月までの期間とします。
 
4.目標金額
 
● 毎年、目標額を 1,000万円 とします。
 
● 御寄付の総額が募集期間内に達しなくても、有効に使わせていただきます。
 
5.御寄付の単位
 
● 一口、1,000円とし、何口でも喜んでお受けいたします。
 
6.御寄付額の公開
 
● このサイトを通じて、現在の寄付総額を公開します。
 
7.個人情報
 
● 御寄付いただいた方の個人情報または法人情報は厳重に管理し、公開いたしません。
 
8.御寄付応募要項
 
● 「お問い合わせフォーム」にその旨を記載し、送信してください。担当者よりメールを差し上げます。
 
 
8.お振り込み方法
 
● 当社から応募の御礼状に振り込み口座番号を記載して、返信を差し上げますので、お振り込みください。
 
● お振り込みの手数料は、御負担くださいますようにお願いいたします。
 
9.領収書
 
● お振り込み金額を確認し、領収書をメールで送信します
 
 
※  御注意
 
 貴方のスマホと当社とがメールを送受信する場合、スマホ側の迷惑メール設定などが原因で、メールが送信できない、または受信できないなどの障害が発生することがありますので、御注意ください。  
 
 現 在 の 御 寄 付 金 額
◆ 募集期間 2019.01.01~2019.04.30 
◆   募集開始 2019.01.01  
 
 
 
2019.01.25現在
 
◆ 御寄付の合計     0円      
 
 
 
 
◆ 次回募集の期間 2019.08.01~2020.04.30