ジャスティン（ロボット）
車輪のついた光沢のある青と銀のヒューマノイドロボット
2009年のスペースジャスティン

ジャスティン（ローリン・ジャスティンとも呼ばれる）は、ドイツのヴェスリングにあるロボティクス・メカトロニクス研究所のドイツ航空宇宙センター（DLR）で開発された、2本の腕を持つ自律型でプログラム可能なヒューマノイドロボットである。[ 1 ] [ 2 ] 2009年に導入されたこのワイヤレスロボットは、人が実際の場所以外の場所にいるかのように感じることができる一種の技術であるテレプレゼンスを通じて制御可能である。

ジャスティンは、独自の衛星に搭載され、軌道上で操縦し、他の衛星を修理することを目的としています。しかし、地球上で簡単な作業を行うために使用することも可能です。[ 3 ]欧州宇宙機関（ESA）は、2014年までに国際宇宙ステーション に搭乗した宇宙飛行士がジャスティンを遠隔操作する計画を立てています。 [ 4 ]

Rollin' Justinには、用途に応じていくつかのバリエーションがあります。例えば、Justinの中には車輪のないバージョンもあります。DLRは、Rollin' Justinのアップグレード版であるAgile Justinも開発しました。また、2013年には、Rollin' Justinに似ていますが、車輪の代わりに脚が付いているTOROも開発しました。[ 5 ]

目的

ジャスティン開発の主な目的は、軽量であるだけでなく、複数の感覚を持ち、地球から制御可能な新しい宇宙ロボットを開発することでした。DLRは、「強力な遠隔ロボットコンセプトとマンマシンインターフェース」に基づいてロボットを開発したいと述べています。[ 6 ] DLRは最終的にジャスティンが自律制御ロボットになることを望んでいますが、自律制御された場合に何ができるかについては、まだあまり語られていません。[ 3 ]

特徴

Justin には、他のロボットとは異なる多くの機能と特性があります。

デザイン

Rollin' Justin にはいくつかのバリエーションがありますが、Justin には常に 2 本の手、2 台の高解像度カメラ、PMD センサー、頭、および胴体が装備されています。

ジャスティンは、人間のような動きを可能にする4本指の手を2本備えています。ジャスティンの腕と手は、ソフトウェアアルゴリズム（段階的な計算手順）に基づいて構築されており、環境との相互作用、他の腕や手との衝突の回避、そしてタスクの実行を可能にします。[ 7 ]ロボットの頭部には、腕を操作する際に奥行き感を与える2台の高解像度カメラが搭載されています。同様に、カメラには物体認識ソフトウェアも搭載されています。[ 8 ]

地球上での日常業務を担うローリン・ジャスティンは、移動を可能にする移動プラットフォームを搭載しています。システムによって独立して操作されるジャスティンは、長距離を自由に移動することができます。移動プラットフォームには、4つのスプリングボーンホイール（バネでできた車輪）が搭載されており、容易な移動を可能にします。[ 9 ]これらの車輪は独立して可動し、ジャスティンの上半身の作業遂行に必要な要件を満たしています。

宇宙向けのジャスティンバージョンは、頭部、胴体、腕部のみで、車輪は装備されていません。そのため、バネ式の車輪と移動プラットフォームは取り外され、ジャスティンは宇宙船に搭載されます。

能力

ローリン・ジャスティンは、衛星の修理以外にも、他のロボットとは異なる多くの独自の能力を備えている。例えば、ジャスティンは飛行物体を80%の確率で捕らえる能力を持っている。[ 10 ]これは、頭部のカメラ、追跡ソフトウェア、精密な把握力によって可能になっている。[ 10 ]ジャスティンの腕はカーボンファイバー製で、片腕で最大31ポンド（約14kg）の重量を持ち上げることができる。[ 8 ]ジャスティンは紅茶やコーヒーを作ることもでき、紙コップを持っても液体が手に飛び散らない。[ 10 ] [ 2 ]コーヒーを作るだけでなく、ジャスティンはパルプ・フィクションのダンスを踊ることもできる。[ 2 ]

テクノロジー

2017年に国際宇宙ステーションに搭乗していた宇宙飛行士パオロ・ネスポリによって運営された火星シナリオでのスペースジャスティンテスト

ジャスティンの上半身には合計 43 の制御可能な自由度があり、これはロボットの構成を定義する独立した要素の数です。地面から物を拾い上げるだけでなく、約 2 メートルの高さにあるアイテムに到達することもできます。[ 2 ]また、ロボットの関節にはトルク センサー(物体を軸を中心に回転させる力の傾向を測定するデバイス) があり、腕や手を操作できます。 [ 1 ]ジャスティンが宇宙に行くとしたら、地球上で外骨格を装着した人が制御できます。外骨格は、フォース フィードバック(力、振動、または動きを通じてユーザーに触覚を伝える)機能を備えた腕と手袋の組み合わせです。 [ 8 ] [ 11 ]ジャスティン独自のソフトウェアを使用すると、MatlabやSimulinkなどの基本的なプログラミング ツールを使用して制御できます。[ 1 ]同様に、ジャスティンが家庭環境にある場合は、人間がiPad を介して制御できます。[ 10 ]

技術データ

ワークスペース:

  • 直径：約1.7m

重さ：

  • 約45kg

ペイロード:

  • 約15kg

自由度:

  • 腕用2 x 7
  • 胴体5
  • 手用2 x 12

センサー:

  • 41 xトルク（リンク側）
  • 43 x 位置（モーター/リンク側）

3DMo - センサーヘッド:

バリエーション

Justinロボットにはいくつかのバリエーションがあります。前述の通り、衛星搭載型のJustinロボットには車輪がなく、移動プラットフォームのない頭部、胴体、腕部のみで構成されます。ただし、移動機能は除きますが、ソフトウェア機能は車輪付きJustinと同じです。さらに、DLRは最近、Rollin' Justinの新しいバージョンを2つ開発しました。Agile JustinとTorque Controlled Humanoid Robot（TORO）です。

アジャイル・ジャスティン

2012年、DLRはアジャイルジャスティンと呼ばれるRollin' Justinの新しい改良版を開発した。[ 12 ]アジャイルジャスティンとRollin' Justinの最も顕著な違いは、アジャイルジャスティンはボールを投げることができるという点である。[ 12 ] Rollin' Justinが最初に飛んでいる物体をキャッチできるようになったことで技術の世界に旋風を巻き起こしたが、DLRはステップアップとして物体を投げることができるアジャイルジャスティンを開発した。異なるギア比を通して、アジャイルジャスティンは現在1.5倍速いアームを持ち、新しいバスアーキテクチャとホイールエレクトロニクスを備えている。[ 12 ]バスアーキテクチャはコンピュータ内部またはコンピュータ間のコンポーネント間でデータを転送するシステムであり、ホイールエレクトロニクスはモジュレーション（周期的な信号の1つ以上の特性を変化させるプロセス）ホイールを接続するように設計されたMIDI（パフォーマンスを制御するために使用されるハードウェア）ネットワークである。アジャイル・ジャスティンは、全身の制御が可能で、腕、手、胴体、脚（移動プラットフォーム）を協調させることができるヒューマノイドロボットへの次のステップと思われます。これにより、ロボットの動きが人間に近づきます。[ 12 ]アジャイル・ジャスティンは物を投げることができ、ローリン・ジャスティンは飛んでくる物をキャッチできるようになったため、この2つが一緒になってキャッチボールをすることができます。

トルク制御ヒューマノイドロボット（TORO）

DLRは2013年に、アジャイル・ジャスティンに加え、トルク制御ヒューマノイドロボット（TORO）も発表した。 [ 5 ] TOROは、ローリン・ジャスティンとアジャイル・ジャスティンから大幅にアップグレードされたロボットである。アジャイル・ジャスティンとローリン・ジャスティンの最大の違いは、TOROに脚が2本追加されたことで、ロボットというより人間に近い外観になったことである。同様に、TOROは新しい頭部、よりスリムな胴体、軽量の腕、そして簡素化された手を備えている。[ 12 ]歩行可能な他のヒューマノイドロボットと比較すると、TOROの足は小さい。これはDLRが意図的に課題として設定したもので、ヒューマノイドロボットが障害物を容易に登れるようになるためである。[ 12 ] DLRがTOROに課す次の目標は、重いドアを開けたり階段を上ったりといった「先見性と流暢さ」を備えた動作を可能にすることである。[ 12 ]これらの動作は動的なプロセスを通じて実行可能であり、TOROのソフトウェアプログラムの一部となる。[ 12 ] TOROは新しく公開されたヒューマノイドロボットなので、これらが完成するまでには数年かかるでしょう。

参考文献

  1. ^ a b c d「DLRウェブサイト」。
  2. ^ a b c d Borst, Christoph; Ulrich Hagn (2008年6月). 「Automatica 2008」 .ロボティクス・メカトロニクス研究所. 2012年2月2日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2024年5月15日閲覧。
  3. ^ a b Eaton, Kit (2010-06-18). 「宇宙ロボットは宇宙船を修理したり、衛星を破壊したりできる」2011年6月24日閲覧。
  4. ^ 「宇宙ステーションからロボットを操縦」欧州宇宙機関（ESA）2011年7月29日。 2011年7月15日閲覧。
  5. ^ a bファルコナー、ジェイソン (2013). 「ドイツの新型ヒューマノイドロボットTOROの紹介」 .
  6. ^アッカーマン、エヴァン。「宇宙のジャスティンロボットがあなたの衛星を修理します。クールな仕事をしてくれますよ」。
  7. ^ 「ジャスティン・ヒューマノイド・ロボット」 Singularity Hub、2009年3月9日。
  8. ^ a b c Hadhazy, Adam (2010年10月9日). 「宇宙で最も優れたヒューマノイドロボットはどれか？」 .
  9. ^ 「モバイルヒューマノイド「ローリン・ジャスティン」」「。
  10. ^ a b c dヒューストン、トーマス (2011年4月29日). 「ローリン・ジャスティン・ロボットがボールをキャッチし、コーヒーを作る」ハフィントン・ポスト.
  11. ^ 「宇宙ステーションからロボットを運転する」。
  12. ^ a b c d e f g h Deyle, Travis. 「Agile Justin: DLRのRollin' Justinが若くてより機敏な弟と出会い、二人でキャッチボール」。2016年4月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年11月13日閲覧。
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