エンターテインメントやショッピング、レジャーなど、私たちの「体験」は、VR/ARの進歩でより豊かになってきている。昨年、大きく話題となったVTuberもVRの技術を利用したコンテンツだ。2019年もまだまだ盛り上がりを見せそうだが、今回紹介する「DextrES」はVR/ARコンテンツ体験のポテンシャルを更に引き上げてくれるデバイスだ。

スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）とチューリッヒ工科大学（ETH Zurich）が発表した「DextrES」はVR/AR内の仮想オブジェクトを掴んだり握ったりした感触を再現する、触覚フィードバック・デバイス。本当に物体をつかんだかのような感覚を味わうことができるフィードバックの仕組みは、手の甲から指先まで取り付けられている金属板にある。

まず、ユーザがVR/AR内の物体を「つかんだ」と認識すると、帯電による静電引力が発生し、金属板が固定される。これにより手の甲側の動きが制御されると、各指に対して20N（ニュートン）（約2kg）までの負荷がかけられるので、物体の大きさが推測できるというわけだ。併せて、指先に取り付けられたアクチュエータが指先への振動のフィードバックを生成し、本当に物体をつかんだかのような錯覚を引き起こしてくれる。

「既存のVRグローブのように、ゴツい外骨格もポンプも、大きなケーブルも必要ない、軽量なデバイスが作りたかったんだ」とEPFLのHerbert Shea教授が語るように、薄さもたった2㎜、重量約8gと他に類を見ないコンパクト具合もの特徴のひとつ。

また、導電性の繊維を用いて、指以外の体のパーツでも使えるデバイスも次のステップとして検討している様子が窺える。VR/ARとリアルは、これから一段と距離が縮まって行きそうだ。

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“実世界で生活できるロボット”を目指し、二脚ロボットの研究を続けるカリフォルニア工科大学の研究所「Amber lab」。彼らは、ロボットを転ばせようとするなどして負荷をかけることで、ロボットの性能を高め進化させてきた。何度も繰り返すそんな実験は、ロボットの歩行に関する新しいアルゴリズムを最適化し、“どんな環境でも二足歩行できるロボット”を具現化しようとしている。さらにそこで得た知見は、ロボット義足の開発にも適用されているという。ロボットの歩き方の進化は、同時に義足ユーザーのあらゆる可能性も高めているのだ。

ロボットの可能性は、義足の可能性でもある

カリフォルニア工科大学にあるAmber（Advanced Mechanical Bipedal Experimental Robotics）Labが目指しているのは、人間が取り組めることであれば、なんでもできるというロボットの開発だ。

同ラボのロボット研究家、アーロン・エイムズ氏は、自分たちが作るロボットは、「芝生も砂利道も、雪や氷の上も歩けるものにしなければならない」と明言する。そのために歩行を数学的に理解し、常に改良を加えることで「ロボットを人間のように、効率的かつダイナミックに、そしてスムーズに歩けるようする」という。

それを実現させるために同氏が率いるチームは、トレッドミル（ウォーキングマシーン）の動きに合わせて歩くロボットを何度も転ばせようとしたりして、常にアルゴリズムを最適化している。ちなみに、歩行するロボットを転ばせようとすることは、「かく乱試験」と呼ばれる。

そうやって得られた数値をもとに、例えばミシガン大学では、ロボットに火の中を歩かせたり、セグウェイに乗せたりと、さらに多様な実験も行われているという。

ロボットにあらゆる負荷を与え、構造化されていない未知の環境でいかに機能させるかを模索する。そうやって人間のような歩行に近づけていくのだ。

さらにAmber Labでは、ジャンプする動作も追求するために、ピストンのように上下に跳ねるロボットの実験も盛んに行われている。それらの試みは、まず単純なロボットで行われ、得られた知見をもとに、より複雑なロボットへと応用されていく。そういった作業を繰り返すことで、ロボットの性能に何が足りないのかが明確化される。

さて、これらのロボットで獲得した成果は、電池式のロボット義足“Ampro”の開発にもすべて適用されているという。

アーロン氏は、「ロボットで目指していることは、すべて義足でも実現したいと思っている」と語る。“Ampro”は膝と足首にモーターが入っていて、バネが組み合わされた画期的なプロダクト。ユーザーの歩いている場所の状況をセンサーで検知して、必要な場合はモーターを作動させる。そしてユーザーと同期させることで動かすという仕組みだ。

「義足を装着した人が走ったり、サッカーをしたり、ジャンプをしたりできるようにする」。Amber Labの開発実験から、ロボットだけでなく、義足の新しい未来も見えてきた。