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報道資料
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2021年12月14日

技術開発
不整地を安定かつ高効率に移動できるロボットを開発

清水建設と共同で建設現場での実証実験を実施

ソニーグループ株式会社(以下、ソニー)は、不整地を安定かつ高効率に移動できるロボットを新たに開発しました。

本機は、接地部分に車輪アクチュエーターを搭載した6本の脚構造を持つ「6脚車輪構成」です。平地では車輪移動を行い、階段などの段差の昇降では脚移動と車輪移動を併用します。これにより、整地・不整地が混在する環境においても、安定かつ高効率な移動を実現しています。
また、ロボット関連技術の国際学会「IROS(International Conference on Intelligent Robots and Systems)2021」にて発表した4脚歩行ロボットの設計思想を継承しており、動作中・静止中ともに機体の脚部にかかる負荷を分散することが可能です。これにより、最大20kgの可搬重量と高いエネルギー効率を実現しています。ソニーグループの研究開発組織であるR&Dセンターが開発しました。

主な特長

「6脚車輪構成」による常時安定かつ効率的な移動性能

本機は、接地部分に車輪アクチュエーターを搭載した6本の脚構造を持つ「6脚車輪構成」です。環境に合わせて、車輪アクチュエーターを駆動させる「車輪移動」と、6本の脚を交互に動かす「脚移動」をハイブリットで行うことができます。平地では車輪移動を行い、階段などの段差の昇降においては脚移動と車輪移動を併用します。脚移動のみを行う場合よりも速く、かつ平地から段差へ移る際にも速度を保ちながら、効率的な移動が可能です。また、6脚構成により、機体と地面が常時3点で接する設計となっているため、整地・不整地を問わず、前後に揺動しない滑らかな重心移動を実現しています。

機体への負荷を分散させるメカ構成により実現した高い可搬重量とエネルギー効率

「IROS (International Conference on Intelligent Robots and Systems)2021」にて発表した4脚歩行ロボットの設計思想を継承し、機体の脚構造やモーターへの負荷を分散させるメカ構成を採用しています。これにより、最大20kgの高い可搬重量を実現しています。またロボットが静止している際に必要な自重を支えるためのエネルギー消費量も削減できるため、高いエネルギー効率を実現しています。これらの特性により、重い荷物を運搬するだけでなく、360度カメラや測量機器を機体に搭載することも可能です。静止画・動画の撮影による巡回・監視作業や測距作業への応用が期待できます。

ロボット脚部の構造(イメージ)

機体の振動抑制や外力適応など、高度な機体制御

さまざまな産業での実用化を想定しており、人と同じ空間で動作する場合でも、安全かつ安定した機体制御を自律的に行うことができるシステムを構築しています。例えば、ロボットの関節部にかかる力を柔軟に制御する、ソニー独自の全身協調制御システムにより、路面が安定しない不整地を移動する際にも、動作を安定することができます。また、外部から力をかけられた際には、衝撃を最小限に抑えるために、自律的に力を逃がす方向に回避行動をとります。今後は、機体の安定制御に加え、移動経路の策定など、移動に関する自律性能の向上を目指します。

瞬間出力を強化するEDLC電気システム

脚移動時には、瞬間的に大電流が必要となりますが、電気二重層キャパシタ (EDLC: electric double-layer capacitor)を搭載することにより、ピーク電流に対応します。また、EDLC搭載により、バッテリーのサイズを抑えたまま、機体の小型化を実現しています。今後は、更なるバッテリーの効率化や機体の小型軽量化を進めていきます。

主な仕様

サイズ 全高720〜1220mm(500mmの可変ストローク)
全長912mm
全幅672mm
総重量(バッテリーを含む) 89kg
可搬重量 最大20kg
移動速度 最大1.7m/s
移動可能段差 最大30cm
連続稼動時間 約4時間 ※動作パターンより変動
自由度 駆動軸16軸(直動6軸、Hip回転6軸、駆動輪4軸)
受動軸2軸(独自開発シングルオムニホイール)
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