「第二十感」まで働かすロボットの感覚能力【部下に話したくなるロボット最新技術の話 第3回】

人の感覚はかなり優れていて、たとえば眼の解像度はよく見える範囲で約700万画素あるといわれており、これを視野全体に広げると約6億画素にもなります。デジカメが700万画素の能力に達したのは2008年ごろでしたから、なかなか侮れないですね。

しかし、これだけの優秀なセンサをもつと情報処理も大変になり、脳に大きな負担（*1）がかかります。このため、眼球の数は2つが限界で、「後ろにもうひとつあれば便利なのに……」と願っても、無理な話なのです。

ロボットには、そういった制限はありません。コンピュータの情報処理能力はとっくに人の脳を超えていますし、通信機能を生かして外部のスーパーコンピュータを利用してもいいからです。従って、目的に応じて10個でも20個でも眼（カメラ）を付ければいいし、離れたところにあるカメラも視覚機能の一部に組み込めます。まさに千里眼ですね。

さらに、ロボットの視覚は人の能力のはるか上を目指します。たとえば、赤外線やX線といった私たちには感知できない波長の光を利用すれば、もっと多くのものが見えてきますし（壁の向こうも見えます）、範囲を電磁波全体に広げればレーダーなども視覚に含まれるのです。

参考までに、ロボットに使われる主なセンサをまとめておきました。大きく外界センサと内界センサに分けられますが、これは目的による分類であって、感知できる対象が違うわけではありません。これらを眺めただけでも、人間にはできないことばかりなのが分かるでしょう。考えてみれば、私たちは正確な時計すら体内にもっていないのですからね。

数あるセンサの中でも、ロボットの性能向上に大きく貢献してきたのが加速度センサだと思います。物体の「動き」を計測(*2)するもので、昔はバネでつながれた重りの動作を調べる機械式のものしかありませんでしたが、今は半導体チップだけで計測可能になり、小型化・高性能化(*3)にも成功しました。ちなみにスマートフォンにも搭載されていて、アプリを入れれば歩数計になるのはそのおかげです。

個人的な話になりますが、筆者が企業や研究機関でロボットに関する取材を始めた30年以上前は、加速度センサの精度もそれほど高くなく、しかも1方向しか計測できませんでした。アームなどを細かく制御するにはxyz方向の立体的な動きを検出する必要がありますから、「どのセンサをどういう位置にどういう配置で付ければいいのか」といったことがロボット設計上の重要なノウハウになっていたのです。

ところが、現在では3軸加速度センサといって、小さなチップ一つで3次元計測ができるしくみがありますし、回転を検知できるジャイロセンサが組み込まれたものもあるので、ロボットの可動部分に小さなパーツを取り付けるだけで完璧に制御できます。センサから送られる大量の情報はコンピュータによる力業で処理すればいいので、ロボットの設計はかなり楽になりました。