卓球ロボットの開発から、人に役立つロボットが見えてくる

高度なスポーツをこなすロボットの開発

「卓球」は、相手の動きからボールの軌道を予測して、狙った場所に素早く打ち返すことが求められる高度なスポーツであり、人間の器用さの象徴とも言えます。卓球ができるロボットを研究することは、人間の器用さの解明はもちろんのこと、日常生活のさまざまなシーンで役立つロボットの実現にもつながるのです。

わずか0.1秒で動作を計算

卓球ロボットの動作は「(1)球の認識」「(2)軌道の予測」「(3)打ち返し方法の決定」「(4)ロボット動作の計画」の4つの「要素技術」から構成されます。(1)まずは相手が打った球の速度や回転をカメラで計測します。(2)次に、計測した速度を利用して、空気抵抗やテーブルとの跳ね返りを計算して球の軌道を予測します。すると球の到着時刻、打ち返し直前の球の速度が分かるので、(3)狙った場所への打ち返しの仕方として、ラケットの角度と速度を計算します。(4)最後に、計算したラケットの角度と速度で打ち返すためのロボットアームの効率的な動かし方を計算します。ロボットはこの4つの要素技術の計算後に実際の動きに入りますが、打ち返すまでに0.5秒は必要となります。ラリーは0.6秒ほどですので、4つのプロセスをわずか0.1秒で高速に実行することで、人間とのラリーが可能となるのです。

瞬時の状況判断と最適な行動を選択する能力

現在、自動運転の乗り物や案内ロボットなど、生活に役立つさまざまなロボットが開発されています。それらが人間社会に出るにあたって大事なことは、人を傷つけないことです。子どもが急に飛び出してきたり、なにかモノが飛んできたりした場合でも、瞬時に状況を判断して、人を傷つけることなく最適な対応をすることがロボットには求められます。これらは、卓球ボールを人やモノに置き換えることで同じ状況となり、卓球ロボットの「要素技術」を応用することができます。卓球ロボットの開発で培われた技術は、人間の役に立つ安全なロボットの実現につながっていくのです。

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

南山大学理工学部機械システム工学科教授中島明先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

ロボット工学、制御工学、機械工学

先生が目指すSDGs

メッセージ

勉強、スポーツ、音楽や何でも、熱中できるものを持つことが人生にとって大事です。情熱を持って取り組むから活力が生まれ、上達のために色々と考えます。スポーツならたくさんの基礎練習をするし、憧れの選手の真似をするでしょう。すると自分との違いが見えてきて、工夫して自分に合った練習やプレーをするようになり、創造性が養われるのです。ロボット研究も同じです。情熱を持って失敗にへこたれず取り組むことで、まだ世の中にない新しいロボットが誕生するのです。あなたも、どうか情熱を持ち、自分を大きく育ててください。

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

南山大学に関心を持ったあなたは

南山大学は、人文学部、外国語学部、経済学部、経営学部、法学部、総合政策学部、理工学部、国際教養学部の全8学部18学科を擁する、中部地区を含む西日本唯一のカトリック総合大学です。海外からの留学生も多く、国際性豊かなキャンパスです。
多くの卒業生が製造業や金融業、流通業など、世界規模・全国規模の企業で生き生きと活躍しています。また、外国語運用能力と国際感覚を生かし、航空関連や外国企業などの国際舞台で活躍する卒業生も多数。こうした卒業生のネットワークを生かしたキャリアサポートも万全です。