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日本バーチャルリアリティ学会誌第 13 巻 2 号 2008 年 6 月

特集アクチュエータ・テクノロジー

特集 ■アクチュエータ・テクノロジー 〜ヒトとの親和性を求めて〜
ゲストエディタ巻頭言

かいこう

人間と触れるアクチュエータとの邂逅井野秀一

東京大学

INO SHUICHI

私たちの生活を支えている身のまわりのモノには，業用ロボットが工場で大活躍しています．もちろん，多くの技術者たちの知恵が鏤 められています．その知このロボットにもアクチュエータは組み込まれ，その恵の源である科学技術の歴史は，ある意味で人間の身作業完遂の役目を果たしています．製造業ばかりでな体機能の拡張に対する挑戦の足跡と言えます．例えば，

く，運輸・交通などのサービス産業をはじめ，何かを18 世紀後半にイギリスで始まった産業革命が工業化の動かす必要のある場では，アクチュエータは欠くこと楔 となり，自分たちの手で行っていた布を織るというのできないデバイスであるといえます．

ちりば

くさび作業を機械化し，生産性の大幅な向上を促しました．

このような動向から考えると，アクチュエータ技術

いわば，第三の「手」の誕生です．また，蒸気機関とは十分に成熟していて，あらゆる機械システムに何不いう原動機の発明は，機関車や自動車などを次々と生自由なく組み込んで利用できそうですが，果たしてそみ出し，移動手段に大きな変化を与えました．これは，うと言えるでしょうか．例えば，VR との関係を考え私たちの「足」の機能の強化といえます．このようなた場合，モータなどの従来のアクチュエータを利用す

近代における工業化が契機となって，等身大の生産様ることで十分に事足りる VR システムはどのくらいあ式から自らの能力を超える生産技術を手中に収めた私るのでしょうか．確かに，モーションベースのように，たちは，その後も科学技術を系統的かつ蓄積的に利用ヒトをそっくりそのまま乗せてしまうシステムの場合，し，生産性を常に向上させています．人力や畜力と言っ即応性や制御性の良さ，そして出力の大きさから見て，た生物的な動力から離れ，より効率的で便利な生活をモータや油圧の産業用アクチュエータに大きな問題は求めて，電力を中心としたエネルギーを駆使する高度見あたりません．
しかし，フォースディスプレイやパワーアシストシ

産業社会に私たちは生きています．
現代において，機械の「手」や「足」の動力としてステムのように，身体と直に触れたり，上肢や下肢の活躍するアクチュエータは，例えば，モータに代表さ関節の動きに無理なく添う必要性のあるシステムの場れる電気アクチュエータであり，油圧や空気圧を電磁合はどうでしょうか．このような場合に最も重要なこ弁で制御する仕組みのアクチュエータです．どれも工とは，身体を傷つけないという「安全性」の確保です．

場などの生産の現場で目にも止まらぬ早さで，日夜，産業用アクチュエータは直進や回転には適した仕組み

機械を動かし，たくさんの製品を世に送り出していまとなっていますが，ヒトの関節はロボットなどの機械す．これらのアクチュエータは自動化された生産ライのリンクとは異なり，挙動が複雑であり，モータを関ンでの大量生産に欠かせない技術であり，私たちの生節周りに取り付けてそのまま動かすと関節を痛めるこ活を目に見えないところで支えています．また，最近とになります．また，万が一の接触時の事故防止のたでは，消費者の市場動向をリアルタイムで把捉し，製めには，適度な「柔軟性」が欠かせません．できれば，品のモデルチェンジにいち速く対応できるラピットプ制御システムへの依存度の少ない受動的なしなやかさ

ロトタイプ技術が進歩し，臨機応変に作業ができる産を備えていることが望まれます．その他では，身体装6

特集

アクチュエータ・テクノロジー

JVRSJ Vol.13 No.2 June, 2008771

着時の可搬性という観点から「軽量性」，日常的な生活きました．また，ソフトで出力重量比が大きく，駆動空間での利用を考慮した「静音性」なども大切になり音の生じない「水素吸蔵合金アクチュエータ」に関すます．さらに，情報伝達のための刺激呈示デバイスとる解説は，佐藤満氏 ( 昭和大 ) と私が担当しました．動

しては，対象になる感覚受容器の特性に整合するよう力源に用いる水素吸蔵合金の基本特性と動作原理につな「小型・集積化」と「応答性」が求められます．

いて概説し，介護支援機器や VR 応用の可能性について

そこで本特集では，秋葉原の電気街などで手軽に入手紹介しています．さらに，ER 流体や MR 流体を利用しできないけれど，長年の地道な研究開発から萌芽的段階た「機能性流体アクチュエータ」の解説は，菊池武士氏・を脱し，実用化に近いフェーズにあり，ヒトとの親和性古荘淳次氏 ( 大阪大 ) にお願いしました．ISO12100 に基を強く意識した大小様々のアクチュエータを知る企画とづく人間共存システムの安全性の考え方，機能性流体しました．さらに，アクチュエータの一種の究極的なデを利用したクラッチ型アクチュエータの特徴，そしてザインでもある生体筋についての話題も含めました．

上肢リハビリテーションや義足などへの応用について

まず，小さなアクチュエータの先陣を切って，薄く説明いただきました．て透明な「静電フィルムアクチュエータ」の解説を山

これらの 6 編の解説で登場したアクチュエータは，ど本晃夫氏 ( 東京大 ) にお願いしました．軽量・柔軟といれもがユニークで，ヒトとの親和性を大切にしており，うキーワードに加えて，薄型・透明という視点のもとに，極論すれば「生体アクチュエータ」を目標にしているとその原理から将来性までを説明いただきました．次に，言えます．そこで，本特集の締め括りとして，金子文成

感覚代行やマイクロマニピュレーションなどの分野で氏 ( 札幌医科大 ) と横井孝志氏 ( 産総研 ) に，生体筋の運活躍する「圧電アクチュエータ」については，電気−動生理学的な観点からの解説と VR 研究者にとって興味機械系の構成方程式に関する基本からセンサレス制御ある自己運動錯覚に関する知見を紹介いただきました．と触覚マウスなどへの応用を，大岡昌博氏 ( 名古屋大 )この特集を通して，読者の皆様には，ヒトと機械がに解説いただきました．さらに，素材の持つ柔軟性に触れあうという困難な課題に挑んでいる様々なアクチュ加えて，指先サイズの小型化を実現した「高分子ゲルエータの存在を知っていただき，それがヒトとの直接的アクチュエータ」については，触覚ディスプレイへのなインタラクションが求められる VR 研究の新展開のヒ適用という視点からの議論と，そこで生じる触感や局ントになることを願っています．そして，本特集から新所的なすべり覚についての知見を，昆陽雅司氏 ( 東北大 )たなニーズとシーズが出会い，ヒトと触れあうマシンのに解説いただきました．

未来を担うアクチュエータとその実用化に向けた研究のその一方で，VR システムでは上肢や下肢などを動か種がどこかで生まれるならば，ゲストエディターとしてすような大きな力を発生できるアクチュエータも必要

望外の喜びです．とします．そこで，高出力で柔らかなアクチュエータ

最後に，本特集のために執筆を快く引き受けて下さり，の代表格である「空気圧アクチュエータ」を用いたパ

基礎から応用までを含めた俯瞰的な視座から鋭意ご執筆

ラレルマニピュレータの仕組みと医療リハビリ分野へいただいた諸先生方に心より感謝いたします．

ふかんの応用例について，高岩昌弘氏 ( 岡山大 ) に解説いただ【略歴】
井野秀一（INO Shuichi）
東京大学 先端科学技術研究センター 准教授
1988 年北海道大学工学部電子工学科卒業，1993 年北海道大学大学院工学研究科生体工学専攻博士課程修了．工学博士．1991 年日本学術振興会特別研究員 (DC)，1993 年北海道大学電子科学研究所助手，1995 年同講師，2003年より現職．専門は生体工学，福祉工学，人工現実感，ハプティックインタフェースなど．著書 ( 共著 )『ロボッ
ト工学ハンドブック』，『人工現実感の評価』，『健康・福祉工学ガイドブック』ほか．日本バーチャルリアリティ
学会，電子情報通信学会，日本機械学会，日本生体医工学会，ヒューマンインタフェース学会，バイオメカニズ
ム学会，IEEE 等の会員 .

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