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» 2021年12月14日 06時30分 公開

トヨタの月面有人与圧ローバに搭載するロボットアームの試作機を公開宇宙開発

GITAI Japan(以下、GITAI)は、トヨタ自動車が開発を進めている月面でのモビリティ「有人与圧ローバ(愛称:LUNAR CRUISER/ルナ・クルーザー)」に搭載予定のロボットアームの試作機を公開した。

[朴尚洙,MONOist]

 GITAI Japan(以下、GITAI)は2021年12月13日、トヨタ自動車が開発を進めている月面でのモビリティ「有人与圧ローバ(愛称:LUNAR CRUISER/ルナ・クルーザー)」に搭載予定のロボットアームの試作機を公開した。

グラップルエンドエフェクタを搭載したロボットアームの試作機 グラップルエンドエフェクタを搭載したロボットアームの試作機[クリックで拡大] 出所:GITAI

 両社は同年6月25日に共同研究契約を締結しており、GITAIは有人与圧ローバ向けロボットアームのブレッドボードモデル(BBM)の研究開発に着手した。ブレッドボードモデルとは、宇宙機開発の初期段階に製作するもので試作機的役割を担う。

 有人与圧ローバに搭載するロボットアームは、月面での探査、点検、メンテナンスなどのさまざまな用途での活用が想定されている。その実現課題としては、複数の仕事を実施することが可能な「タスク性能」と、広範囲に仕事を行うことが可能な「移動性能」がある。GITAIは、これら2つの課題を解決可能なロボットとして、グラップルエンドエフェクタ※)を両端に搭載したロボットアームと、さまざまなエンドエフェクタやツールをローバ壁面に取り付け可能なグラップルフィクスチャ※)の研究開発を進めている。

※)グラップルエンドエフェクタ/グラップルフィクスチャ:ロボットアームの手先を交換(着脱)可能にするためのインタフェース

グラップルエンドエフェクタグラップルフィクスチャ グラップルエンドエフェクタ(左)とグラップルフィクスチャ(右)の試作機[クリックで拡大] 出所:GITAI

 GITAIが開発するグラップルエンドエフェクタは可動する爪を有し、グラップルフィクスチャと嵌合することができる。また、グラップルフィクスチャはさまざまなエンドエフェクタやツールをローバ壁面に取り付けることが可能だ。グラップルエンドエフェクタは、グラップルフィクスチャと嵌合した際に機械結合、電力結合、通信結合する機能を備えているので、これによってエンドエフェクタやツールなどの操作も行えるようになる。この結果、1台のロボットアームに対しさまざまなエンドエフェクタやツールを切り替えることで、複数の仕事を実施することが可能な「タスク性能」を実現できるとしている。

手先カメラでグラップルフィクスチャを認識グラップルエンドエフェクタとグラップルフィクスチャを嵌合 ロボットアームの手先カメラでグラップルフィクスチャを認識し(左)、グラップルエンドエフェクタとグラップルフィクスチャを嵌合する様子(右)[クリックで拡大] 出所:GITAI

 また、GITAIが開発するグラップルエンドエフェクタを両端に搭載したロボットアームは、ローバ壁面に設置されたグラップルフィクスチャと嵌合することで、ローバ上の自由な移動が可能になる。グラップルフィクスチャを建造物などに設置すれば、ロボットアームの移動範囲を上下左右と無限に広げられる。さらに、グラップルフィクスチャに充電機能を備えることで、ロボットアームは移動しながらの充電も行える。その結果として、GITAIのロボットアームは広範囲で仕事を行える「移動性能」を実現できるとしている。

ロボットアームの移動 床や壁面に設置されたグラップルフィクスチャと嵌合することでロボットアームの移動が可能になる[クリックで拡大] 出所:GITAI

 GITAIとトヨタ自動車は2029年の有人与圧ローバの月面への打ち上げを目指し、今後もさらなる研究開発を進めていく。具体的には、複数かつ広範囲に作業を実施するための自律制御技術、低重力/真空/極低温〜高温/レゴリスといった月面特有の砂や激しい放射線など超過酷環境への対応などに取り組む。また、GITAIとトヨタ自動車を中心に、JAXA、三菱重工業、トヨタ自動車が幹事会社を務めるチームジャパン勉強会に参加する他企業との連携も見据えており、有人与圧ローバへの搭載だけでなく、将来の月面社会/月面基地でのさまざまな活動における汎用的なロボットシステムも目指していくとしている。

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