ボストンダイナミクスの新型アトラス
こんにちは、つねぞうです。
デザイン・リビューの第22回目。
このデザイン・リビューは、世の中の新型アトラスに隠れた伝える技術を設計して、
私の主観で勝手にデザイン・リビューをしていこうという番組です。
今日はですね、ある新しい新型のヒューマナードロボットについて話そうと思います。
題しまして、新型アトラスに隠れた伝える技術ということで、
ちょうど今週ですかね、ツイッターとかニュースサイドでよく目にしたと思うんですけども、
目にした方も多いと思うんですけども、
ボストンダイナミクスというところがですね、アトラスというロボットの新型を発表しました。
このアトラスというのは、2024年にですね、今までずっとこの油圧で動かしていたロボットをですね、
引退させて、完全電動化したモデルですね。
2026年1月のCESで、ついにですね、商用の製作モデル、製品版を発表したんですね。
いよいよその実際の社会での導入フェーズに入ったというところで、
この新しいアトラス、どういったものかというとですね、
今までは研究用としてずっと作っていたものを、いよいよその製品に進化させたというところで、
1月のCES、家電の見本市で、その電動アトラスの製品、商用版が発表されました。
量産開始はですね、2026年、今年中にボストンの本社の工場で生産が始まるそうです。
今年分の出荷枠というのは、親会社のヒョンデですかね、
現代自動車、あとは共同の研究パートナーであるGoogle DeepMind向けに既に予約で埋まっている状態だそうです。
本格導入は2028年、ヒョンデの電気自動車の製造拠点であるアメリカのジョージア州で、
本格的な稼働が予定されているそうです。
この新型は何が変わったかというと、人間のような外観を持ちつつですね、人間を超えた動きを追求したというのが特徴なんですね。
今はいろんなメーカー、中国メーカーが多いですけども、いろんなところがヒューマロイドロボットを出してますね。
そういったロボット、今までのものは、まるで人間のような動きをできるねと、
人間と同じような動きができるねというところで、すごいなという驚き屋さんがね、いろいろ驚いていたんですけども、
そういったところがね、焦点だったと思うんですけども、
このアトラスというのは、同じようにヒューマロイド、人間の形をしているんですけども、人間を超えた動きをするんですね。
具体的にどんな動きかというと、いろんなところの関節がですね、360度回るんですね。
ぐるっと、例えば頭だったり、腰の関節というものが、360度ぐるぐる回るんですよ。
こういった新しい設計をしたことで、例えばその、後ろを振り返るときに、
新型アトラスの技術革新
人間であれば、体全体を後ろを向かないといけないんですけども、
この新しいアトラスであれば、後ろみたいであれば首だけぐるっとね、回せばいいと。
何でしょうね、袋みたいなイメージですかね。
袋ってすごい首の関節の可動域が大きくて、首だけぐるっと回せたりしてますけども、
あんな感じで首だけ振り向けばいいと。
そんな人間を超えた動きができるということを実現したことで、
例えば振り返ることなく足先だけ後ろに向けて歩き出せることができたり、
狭い作業スペースでも効率的な動作ができるようになるというところが一つの特徴です。
その他の特徴としては、高出力な電動アクチュエーターを備えていたり、
全身で56箇所の重度、関節を持っていることで非常に緻密な動きが可能になったり、
あと下半重量ですね、最大50キロぐらいの重さのものを持ち上げることができると。
あとはバッテリーによって4時間動作ができるということで、
例えば午前中はずっと働き続けることができるとかいうところ。
あとはバッテリー交換も可能なので、バッテリーが減ってきたらそのバッテリー自体を交換して、
充電を待つことなく働き続けることができる。
あとは3本指の手を持っていて、その指には触覚センサーがあって、
材料のピッキングとかね、そういった器用な作業に適しているそうです。
あとはそのハードウェアだけでなくて、知能の面でも大きなアップデートがあったそうで、
GEMINIですね。
Googleの最新のAIモデルであるGEMINIを統合したロボティクス基盤モデルというものの開発が発表されたと。
それが搭載されたというわけじゃなくて、今開発してますよというところですね。
その一部として、人間がVRゴーグルを通じてマスタースレーブルのような形で、
今はマスタースレーブルと言っちゃいけないですね。
リーダーとフォロワーだったかな。
ファナクスさんはリーダーフォロワーと呼んでいるそうなんですけども、
そういった形でVRゴーグルを使って人間がリーダーとなって、
ロボットがそのフォロワーとしてその動作を学習することで、
短時間で新しいタスクを自律的に実行できるようになると。
そういった基盤モデルも開発されているというところで、
フィジカルAIなんて言葉が最近ありますけれども、
あまりそこらへんは詳しくないのであまり話せないんですけども、
新型アトラスの今後の展開
ちょうど今週だったかな。
落ち着きAIというポッドキャストの方のエピソード32で、
このフィジカルAIについてお話ししてましたね。
フィジカルAI驚き屋に騙されるなというテーマで話しています。
これとても良い勉強になる回だと思いますので、
ぜひぜひ聞いてみてください。
ということで、新しいアドラス君の今後のスケジュールなんですけども、
当面は工場の自動化に特化して展開されるそうですね。
家庭用ではなくてあくまでも工場用。
2026年から2027年にかけては、
ヒョンデの自動車工場だったりリブマインドの施設で試験運用をして、
2028年にはヒョンデのEV工場で部品の仕分けなんかに使われていくと。
2030年にはより複雑な部品組み立てだったり、
その他の作業への展開をしていきたいというところで、
新型アドラスというのは、
バク転をするとかアスレチックみたいなところをピョンピョンピョンピョン跳ねるような動画が
昔油圧の頃は出ていまして、
すごい人間みたいに動けるじゃないかというところで注目されていましたけれども、
電動化になって、工場で24時間働くためのプロフェッショナルな電動ロボットというところで
開発を続けていくというところです。
というところが前置きでした。
前置きが長くなってしまいましたけれども、
このアドラスの動画を最初見たときですね、
すごいなぁと私が思ったのはやっぱり360度関節を回すところなんですね。
何がすごいかというと、
その電動ロボットというのは、
言葉通り電動で動いていると、モーターで動いているんですね。
そのモーターを回すために何が必要かというと、
電源、動力が必要な、動力としての電気を伝える必要があるんですよ。
その電気を伝えるものは何かというと、通常はその電線なんですね、線。
その線で伝えているというところを考えると、
そこでその360度回転しているところってどうしているんだろうって思いますよね。
ぐるぐるぐるぐる回っているところにその電線があったら、
ねじっていくうちにいつか電線がちぎれちゃうんじゃないかと。
そうなんですよね。
なので、他の一般的なアドラス以外のヒューマノイドロボットというのは、
おそらくその電線で動力を伝えているので、
同じようにぐるぐる関節を回すことというのは難しいと思います。
じゃあこの新型アドラス、なぜそこは実現できているかというと、
あくまで私の予想なんですけども、
その関節というところに他のヒューマノイドロボットが持っていない、
別の技術を使っているというところですね。
じゃあそれは何かというと、スリップリングというものだったり、
回転継ぎ手、ロータリージョイントというものだったり、
あとは非接触の給電技術。
そういったものが使われているんじゃないかなと私は思っています。
ということで今日はこの注目している頭や腰が360度ぐるぐる回る構造。
初めて映像を見たときにちょっと人間離れしてますので、
ホラー映画みたいだなと感じた人もいるかもしれませんけども、
単純にこの360度回るところを見て、
単純に怖いとかすごいで終わらせるにはあまりにももったいないところなんですね。
今日はこの360度回転するところというのがロボットにとってどんな意味を持つのか、
そしてそれを実現するためにはどんな機械の技術が使われているのかというのを
簡単に説明していきたいなと思います。
じゃあ一個ずつ話していきましょう。
まずそもそもこの360度の利点ですね。
なぜ360度の回転が必要なのかというところで、
先ほどもちょっとお話ししたんですけども、まずはここをちょっと話してみましょう。
人間の場合ですね、首っていうのは左右に大体90度ずつですかね。
今自分の首を回してみると90度ずつぐらいしか回らない。
合計180度ですね。それぐらいしか回らないと思います。
腰も同じでね、腰をひねってみるとどれくらいですかね。
腰も180度ぐらいですかね。ぐるっと一周回すことはできませんよね。
これはその骨格だったり筋肉の構造上、しょうがない制約ですね。
でもこのロボットにとってはこの制約っていうのは必須ではないんですね。
ロボットの効率化技術
例えばこの後ろを確認したいとき、人間であれば体全体を180度ぐるっとね、
回転させてあげる必要があります。
最小限であれば体を90度回転させて首も90度回転させる。
そうすると後ろを見ることができますね。
ただロボットであれば頭だけね、360度ぐるっと回しちゃえばいいんですよ。
体を動かさずに全方向を見渡すことができます。
これだけでもそのロボットの作業効率っていうのは大きく変わってきますね。
人間と同じにする必要はないんですよ。
もう少し具体的な利点、もう少し具体的な場面を考えてみましょう。
一つ目は狭い空間での作業ですね。
工場の生産ラインだったり災害現場の瓦礫の中など、
体全体を回転させるスペースがない場所でも、
頭や上半身だけ回転できれば周囲を確認できます。
そして二つ目はですね、作業の連続性ですね。
前に目の前にある部品を取って後ろの装置に取り付ける。
こういった作業をですね、人間だったり従来のロボットであれば、
一度こう体全体を足踏みしながらね、こう回して、
後ろを向いて次の動作に入ると。
そういうのが必要になってくるんですけども、
でも腰が360度回転できれば体の向きを変えずにね、
体の向きというかその下半身の向きは変えずに、
上半身だけぐるっと回転させれば、
その後ろを向いての動作につなげることができると。
このひと手間がないというのはですね、
やっぱり積み重なると非常に大きいと思いますね。
その単純な時間的なものもそうだし、
そのバッテリーの消費、エネルギーの効率的にも有意になると思います。
ちょうどこの作業の連続性については、
ボストンダイナミクスの方で出している、
その新しいアトラスが働いている動画の中でも、
同じような場面がありますので、
ぜひぜひそちらの動画の方も見てみてほしいなと思います。
そして3つ目はですね、予測不能な環境への対応力というところで、
災害救助だったり探索ミッションでは、
どの方向から危険が来るかは分からないですね。
瞬時にその全方向を確認できる能力というのは、
ロボット自身の生存性だったり、
つまり壊れずに任務を続けられる確率というのを高めるというところで、
そういった利点がありますと。
作業の連続性と対応力
大事なのがですね、
ヒューマノイドロボットとして重要なところというのは、
人間らしくなるということよりも、
人間の制約から自由になることというところが重要なポイントかなと思います。
ヒューマノイドという人間のような形をしていながら、
その人間の骨格だったり筋肉の制約に縛られることない動作ができる。
360度ぐるぐる回せる。
それがね、この特徴的な機能に今後なっていくんじゃないかなと思っています。
じゃあその360度、人間の制約を超えるためにどんな技術が必要なのかというところを、
私はですね、工作機械という金属を加工して部品を作る機械を設計しているんですけども、
その工作機械でも使われている技術とおそらく同じようなものが、
今回新しいアトラスでも使われているんじゃないかなと思っていますので、
そこらへんをちょっといくつか要素を紹介していきたいと思います。
一つ目はですね、回転継ぎ手、ロータリージョイントと呼ばれるものですね。
ロータリージョイントというのは、今回アトラスではあまり電動化されましたので、
使われていない可能性は大きいですね。
油圧のアトラスの頃には使われていたかもしれないですけども、
液体や機体を回転しているところに伝えるための部品ですね。
工作機械ではよく使われている要素です。
一言で言うと、回転しながら中を流れる液体を止めないための装置、これがロータリージョイントですね。
工作機械であれば主軸の中心からクーラントを出す部分だったり、
あとはテーブルですね。
4軸機、5軸機の回転するテーブルのテーブルのワークを置く部分に何か動作をさせたいもの。
軸ですね。
自動化のためにテーブルの上に軸を置いて、その軸に対する油圧とかエアとかを供給したいとか、
そういったテーブルの中にロータリージョイントがあったり、
あとは5軸のヘッドですね。
5軸の主軸側に回転軸を持っているような、そういった工作機械のロータリーヘッドと呼ばれる部分の軸の部分にこういったロータリージョイントが使われていることが多いです。
もし普通のホースや配管をつないでいると、結局そこの制約でぐるぐる回すことができなくて、
例えば180度しか回せないとか、360度回せるんだけど、それ以上連続して回せないので一旦こうリバースしてリワードして戻さないといけないとか、
そういった制約が出てきちゃうんですね。
そういったところにロータリージョイントを使えばぐるぐる永遠に回せるというところで、
ホース、配管の破損させずに液体、気体を流し続ける。これがロータリージョイントの役割です。
内部の構造としては固定側と回転側の部品があって、それぞれ同じ位置に液体を流すための溝があって、
その溝同士が流れる液体の数に応じた溝がいくつかあるんですけども、
その溝を挟み込むようにシールですね、ゴムのようなもので作られたシールがあって、
そのシールで液体の漏れを防ぐと。そんな構造になっています。
メカニカルシールのようなものだったり、Oリング、Dリング、Xリングのようなゴム製のシールだったり、
そういったもので液体、気体の漏れを防いでいます。
そういったものを使って作るのがロータリージョイントですね。
回す、流す、漏れないと、この3つを同時に満たすのがロータリージョイントの難しさでもあるというところですね。
今回の新しいアトラスでは使われていないかもしれませんけれども、
今後、電動ロボットの発展というのからさらなる構成化を考えると、
やっぱりネックになってくるのがモーターの発熱なんですね。
その発熱というのをどう抑えるか。
発熱するとオーバーヒートして止まっちゃいますので、何か熱を逃がさないといけない。
ヒートシンクのようなアルミのヒダヒダみたいな、いっぱいついたヒートシンクをつけるとか、
そういった方法もあるんですけれども、どうしても効率が悪いというか、
そこに空気の流れがないと熱を逃がせませんので、
電動化というのも今後冷却のために液体を流すみたいなことが、もしかすると必要になってくるかもしれない。
そういったときにこういったロータリージョイントというものを使って、
液体を各関節のモーターに届けて、その液体によって熱を奪うという機構が必要になるかもしれないですね。
この360度回転するという関節が増えて、さらなる作業の効率化だったり、
性能アップというところでモーターの発熱を抑えないといけないというところで、
この技術が重要になってくるかもしれません。
回転継ぎ手の技術
1つ目がロータリージョイントでした。
2個目がスリップリングと呼ばれるものですね。
これも工作機械でよく使っている構造です。
回転している部分に動力だったり信号というものを伝える要素ですね。
電気を回転しながら通すための技術がそれがスリップリングですね。
工作機械でも使われているんですけれども、
重機ですね。ショベルカーのキャタピラ。キャタピラと言ったらダメですね。
クローラーですね。クローラーの上に乗っているアームがぐるぐる回る部分。
アームと人が乗ってぐるぐる回る部分があると思うんですけれども、
ここで360度ぐるぐる回るんですね。
そこの下側、クローラーと上側のショベルがついている部分の間だったり、
あと戦車ね。戦車も同じですね。下のクローラーの部分と上の大砲がある部分。
あそこぐるぐる回ると思うんですけれども、
あそこの間で動力だったり信号をやり取りするためにスリップリングというものが使われています。
さっきの回転つきでロータリージョイントも同じように重機だったり戦車では
使われていると思いますね。ぐるぐる回るところにはこの2つ。
液体を伝えるものと電気を伝えるもの。両方必要なので、
このスリップリングというものも使われているはずです。
ロータリージョイントが液体用だとすると、
このスリップリングというのは電気用の回転つきでといってもいいかもしれませんね。
固定側のブラシと回転側のリングが接触し続けることで、
回転している間も電力だったり信号を伝え続けることができます。
ロボットにおいて、先ほど話したように首がぐるぐる360度回る、
腰が360度回るというところで、
ロボットの頭だったり胴体というのはカメラだったり、
いろんなセンサーだったり、制御用の電子機器だったり、
当然モーターも各関節にありますので、
そのモーターを回す電力を伝える必要がありますので、
これらに電力を供給したりデータをやり取りするために、
スリップリングというのは重要な役割を果たします。
このスリップリングは使われているんじゃないかなと思いますね。
ただ電気的なノイズに弱いとか、
どうしても接触している部分で摩耗してしまうというところも
当然課題としてはあるんですけども、
新型Atlasの技術
そこは産業現場でも広く使われている技術ですので、
ある程度その寿命はあるとしても、
あまり問題にはならないんじゃないかなと思っていますね。
あと3つ目としては、非接触の給電・通信技術ですね。
最初の2つ、ロータリージョイントとスリップリングというのは、
接触させることで伝えている技術だったんですけども、
接触させないという選択もあります。
電気というか、磁場かな。
磁場を使ってエネルギーを伝えるような技術がありますので、
いくら回転させても摩耗しないんですね。
簡単に言うと、最近のスマートフォンだと
ワイヤレス給電ってできるじゃないですか。
ポンと置くだけで充電できる。
そういった仕組みというか、技術が身の回りにも増えてきていると思うんですけども、
それと同様な感じですね。
接触はさせないんだけど、ある程度近い距離の間で電気だったり信号を伝える。
そういった非接触の給電・通信技術というものも最近出てきていますので、
そういったものも使われているかもしれませんね。
データのやり取りだけで言えば、
BluetoothとかWi-Fiとかそういった技術もありますので、
そういったものももしかするとアトラスの中の、
例えば上半身と下半身の頭の間の通信だったり、
頭と胴体の間の通信だったりというところで使われているかもしれません。
そういった技術的なシステムを構築する技術的な内容というのはまだ公にはなっていないし、
このBoston Dynamicsはあまり論文を出さないので有名なんですよね。
油圧の頃のアトラスというのも、YouTubeで動画はいっぱい出しているんですけども、
あまり論文として発表していないと。
論文として発表してくれていないので、
この電動アトラスもあまりそういったものは期待できないのかなと思いつつ、
一般向けに市販されてくると分解してみたというのがよくありますので、
そういったところでどんな技術が使われているかというのが、
だんだん公になってくるんじゃないかなと思っています。
機械設計の工夫
ということで、新型アトラスで使われているんじゃないかという技術、電力、
信号であれば非接触のものだったりスリップリング、
あとは液体がもし使われていれば回転付きでロータリージョイントというものが使われているんじゃないかというお話でした。
これは一番最初、ロボットをどういったロボットにしようかというね、
企画の段階から考えていないと盛り込めない技術ですので、
このアトラスも初めからどういったヒューマノイドロボットというものが今後求められるのかというところを、
要件を決めていくときに関節を360度回せるようにしようと、
人間の関節の稼働範囲にこだわる必要はないんだというところが、
他の中国メーカーだったり違うテスラが作っているようなロボットとは一線をかすような、
新しい発想になっているんじゃないかなと感じましたね。
ということで今日はですね、新型アトラスの360度回転する関節というところに注目して、
その360度回る技術というところで、
ロータリージョイントだったりスリップリング、非接触給電というところを話してみました。
この360度回るという派手な動きの裏側にはですね、
回しながら何をどう通すかというとても地味で本質的な設計の課題があります。
もしこのポッドキャストを機械設計に関わる人が聞いていたら、
機械設計に今後関わりたいなという人が聞いていたら、
回る機械にこういった工夫が必要なんだというところを、
一個覚えていてほしいなと思います。
次にこのアトラス、新しいアトラスの映像を見るときは、
その首だったり腰の部分で、
どう電力というものが、電力や液体というものが伝わっているのかというのを、
想像してみながら見ていただくと面白いかなと思います。
はい、では今日はここまでです。
このポッドキャストへの質問お便りは、
概要欄のGoogleフォームからお待ちしております。
また、XでハッシュタグレザレFMを付けてポストしていただけると探しに行けます。
そしてこのポッドキャストがいいなと思ったら、
各ポッドキャストアプリでのフォローと高評価、
星5つ付けていただけると今後の励みになりますので、
ぜひぜひお願いいたします。
このポッドキャストで話してほしいことがあれば、
ぜひご連絡お待ちしております。
ではお疲れ様でした。
完全に。
