資料紹介
現在、製造業を中心とする産業界でロボットは、これまで人間が行ってきた労働を取って代わって担っている。我々はそのことを承知してはいるが、日常生活のレヴェルではロボットはまだそれほど普及していない。鉄腕アトムやドラえもんなど、人間の心を持ったヒューマンなロボットに対して我々日本人はとりわけその誕生を待ちわびているのではないかと思われるが、そういったロボットの開発途上として、メカニカルで金属的という現段階でのロボットに対して抱く一般的なイメージを覆すような、自由な曲面を持ち、触覚を有する柔らかい皮膚で覆われたロボットの製作が実際に行われている。その様子に興味を持ったので簡単にまとめてみようと思う。
ロボットに触覚を持たせるということはかねてから着目されていた課題である。触覚を有する柔らかい皮膚（センサスキン）は従来からロボット触覚として提案されてきたものだが、自由曲面を持つ３次元構造のロボット表面に多数のセンサエレメントを配置・配線することは複雑で困難を極める。そこでセンサエレメントへの配線が必要のないテレメトリックスキンの開発が行われ、脚光を浴びているという。テレメトリックスキンにおけるセンサチップはグランドコイルと電子回路から成立しており、グランドコイルは更にセンシング・信号送信コイルと電力受信コイルの２種でできている。センサスキンに物体が接触してそれが含有するセンサチップ内のセンシングコイルが変形すると、ＬＣ発振回路の発振周波数が変化し、その周波数を信号受信コイルで外部より測定することで触覚のセンシングを行うことができるわけである。このセンサチップが無配線で電力の供給と信号の伝送を行うことができるのは非常に画期的であり、ロボットの皮膚となる弾性を持つ成形材料にチップを混入し、よく攪拌して、用意された型に注入することで任意の形状のセンサスキンが完成する。
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Ⅰ、講義内容の要約
人間の五感は非常に優れていて機能的であるが、それをモデルとした人工センサの研究・開発が安藤教授の研究室ではなされている。研究グループは視覚・聴覚・触覚の３グループに分かれており、それぞれが独立した問題意識を持って取り組みつつも、相互に成果を共有して強い連携のもとで研究が行われている。３グループに共通する鍵概念としては、センサを取り巻く物理場の構造、フロントエンドの回路構造、情報の選択・整理のための信号処理方法など、人間の感覚器の中に当然のごとく埋め込まれた高度な仕組みである。これらの中に感覚器が生得的に有するインテリジェンスの本質があると考えられるわけで、その原理的理解は人工センサの開発にとって必須条件なのである。先に述べた３つのセンサに関する基礎研究内容を具体的に記述することで、センサ研究の概略的な方法論が見出せると思われる。
視覚センサ
以下のような、視覚をベースとする各種の統合的センシングシステムが開発されている。
・時間相関型イメージセンサ･･･光検出器で生じた光電流の分配比を外部電気信号によって変調して蓄積することで、全ての画素上で同時に時間相関を形成...
