“黒ひげ”も確実に助ける力覚センサーの力、難作業置き換えを訴求したエプソン：2023国際ロボット展

セイコーエプソンは「2023国際ロボット展」において、独自の力覚センサーにより、製造現場で人手に頼らざるを得なかった難作業を、ロボットで自動化するソリューション提案を行った。

[三島一孝，MONOist]

　セイコーエプソンは「2023国際ロボット展」（2023年11月29日〜12月2日、東京ビッグサイト）において、独自の力覚センサーにより、製造現場で人手に頼らざるを得なかった難作業を、ロボットで自動化するソリューション提案を行った。

力覚センサーで「黒ひげ危機一発」の穴に剣を挿しキャッチする

　セイコーエプソンではiREX2023の出展テーマの1つに難作業の解決を掲げ、新たな技術の活用により、従来ロボットでの自動化が難しかった領域の置き換えを訴えた。カギを握る技術の1つとして訴えたのが「力覚センサー」だ。セイコーエプソンの力覚センサーは同社の水晶デバイスを使用した独自のもので、高い感度や剛性を実現する。これによりロボットが繊細な力を感じて定量化することができ、これまで人の感覚に頼っていた作業の自動化を行えるようになる。

　こうした力覚センサーの価値を分かりやすく展示し会場を盛り上げたのが、おもちゃの「黒ひげ危機一発」を活用したデモだ。黒ひげ危機一発は、剣を樽の穴に順番に挿していき「当たり」に挿した場合は、樽に入っていた「黒ひげ」が飛ぶというおもちゃだが、この剣を挿していく作業を従来のロボットで行おうとすると厳密な位置決めや調整が必要になり大きな負荷がかかる。それを力覚センサーを活用することで、簡単に正確に行えることを示した。

力覚センサーを使いロボットで「黒ひげ危機一発」を遊べるようにしたデモ展示。左側のロボットで剣を挿して来場者と勝負をし、黒ひげが飛んだ場合は右側のロボットの網でキャッチする［クリックで拡大］

　デモは以下のような流れで行った。力覚センサーで力加減を確認しながらまず5Nの力で剣が樽に当たるまで移動させる。樽に当たると反発があるためにそれを検知して樽表面の位置を把握する。次に、1Nの力で剣を樽に押し当てながら、樽に沿わせて移動させる動きをする。ここで、反発力がなくなる位置を「穴」と判別する。そしてこの穴に剣を挿入し、最後まで新たな力がかからなければ、次の番へ移る。逆に、穴に挿入する途中で奥に新たな反発力が発生するポイントがあれば、それが「当たり」の穴ということになる。この当たりの穴でさらに剣を押し込んでいけば、一定のタイミングで確実に黒ひげが飛ぶため、そのタイミングに合わせて別のロボットが網を振り、飛んだ黒ひげをキャッチするというわけだ。

　会場のデモでは、飛んだ黒ひげをキャッチする動きに来場者が大いに沸いていたが「実は飛んだ黒ひげをキャッチするのは使っている技術の中でも一番簡単なものだ。力覚センサーにより当たりの穴が確実に分かるために、どのタイミングに黒ひげが飛ぶのかは分かる。そのタイミングに合わせて網を振る動作をプログラムされたロボットが動いているだけだ。実はその前の技術の方が難しい」（説明員）としていた。

「黒ひげ危機一発」によるデモにおける力覚センサー活用の仕組み。接触動作の検知（左）と、倣い動作の検知（右）［クリックで拡大］ 出所：セイコーエプソン

「黒ひげ危機一発」によるデモにおける力覚センサー活用の仕組み。探り動作による活用（左）と、押し付け動作による検出（右）［クリックで拡大］ 出所：セイコーエプソン

　その難しさを具体的に製造現場での活用に落とし込んだデモ展示なども用意した。タブレット端末の組み立て工程をイメージし、小さいコネクターへの嵌合や、フレキシブル基板の挿入などの作業をロボットで自動的に行う様子を示した。「実際の使用シーンをイメージしてデモ展示を用意した。小さいフレキシブル基板やワイヤ付コネクターは不定形なもので、人手でもピンセットなどがないと取り扱うのが非常に難しいものだ。これらを画像センサーと力覚センサーを組み合わせることで自動化できることを示した」（説明員）。

小さいコネクターやフレキシブル基板を挿入したり嵌合したりするデモを用意した［クリックで拡大］

セイコーエプソンが示した力覚センサーのデモ。力覚センサーにより、ロボットが自動でフレキシブル基板を指定位置に挿入する様子を示している［クリックで動画再生］

　会場ではこの他、沖縄工業高等専門学校との協業で沖縄東京計装において、力覚センサーの活用により、ねじ締め作業を自動化した事例などを紹介した。東山八ツ橋本舗との協業で進める生八つ橋のピッキングシステムなども紹介。難作業の自動化を具体的に進める様子を示していた。

沖縄工業高等専門学校との協業で進めた、沖縄東京計装に導入したねじ締めシステム（左）と、東山八ツ橋本舗との協業で進める生八つ橋のピッキングシステム（右）［クリックで拡大］

≫「産業用ロボット」のバックナンバー