サービスロボットとは？〈第四弾〉ロボットの動きを決める大きな要素、ハードウェアのデザインについて

ロボットのデザインを決めるハードウェア

ロボットは様々な形をしています。その形を実現しているのが、ロボットの構成要素の1つであるハードウェアです。ハードウェアのデザインの仕方によって、ロボットの使い勝手が大きくが変わるのでハードウェアはとても重要な要素の1つです。

ロボットはハードウェア × ソフトウェア×センサで構成される事が原則で目的は自律した作業をする機械ということです。ですので、色々な部品の組合せが必要となり、機能的な色々なデザインの商品が存在します。サービスロボットにおいても必ずしも人型（ヒューマノイド）ということではありません。​機能を実現するためのデザインですがハードウェアがないロボットというのは一部の例外を除いて存在しません。その一部の例外がオフィスの書類整理などに使われるロボットRPAです。

例えば、コミュニケーションが目的のロボットバンク株式会社のMiniやソフトバンクロボティクス社のPepperはAIを使った会話ができたり、人をその場に誘導したり、掃除ロボットのK2は丸形、スマート掃除ロボットのPIKA-Robotは給排水を自動で行う掃除ロボットであったり、そのロボットが目的を効率的に実現するためにデザインをいろいろ工夫されています。また、工場にある腕型ロボットもそうです。これらは作業目的が決まった上で開発されており、単機能ロボットといわれています。

ロボットの移動方法も、ハードウェアによって制約を受けます。 ロボットに人や動物の特徴を活かした足がある場合、人間や動物のように歩行して移動することができます。そのため歩行ロボットは階段を上がったり、降りたりすることもできるため、ビルの中を自在に上下へ動かすことができます。一方、反面片足を上げた際のロボット全体のバランスをとる事が難しく、倒れやすくなります。また、安定した走行をするために車輪がついているロボットもありますが、段差に引っ掛かり動けなくなってしまうという事が発生します。その他凹凸の大きい地面を移動する災害救助ロボットもありますが、ロボットの使用目的に応じてタイヤの大きさを変更やデザインが変更されます。そうした部品の組合せがハードウェアと呼ばれます。

ハードウェアとしては、アクチュエータも大事なロボットの構成要素の1つです。 アクチュエータとは、動力源から得たエネルギーを動作に変換する役割があり、油圧や空気圧を動力源とするアクチュエータも存在します。油圧を動力源とするアクチュエータは非常に強い力を発揮できるので産業用重機で多く使用されています。

近年、空中を飛行するためのハードウェア、水中に入るためのハードウェアなどサービスロボットは様々な工夫がされ活用範囲が広がってきています。

ハードウェアは、ロボットが動きを決めるためには非常に大きな要素となっています。