テキサス大学、魚のひれに着想を得たソフトフィン技術で繊細な食品の把持を実証

テキサス大学オースティン校の研究チームは、極めて壊れやすい物品の取り扱いを可能にする革新的なロボットハンドシステム「FORTE」を発表した。この技術は、従来のロボット工学が直面してきた、繊細な食品や製造部品の取り扱いにおける課題に対する具体的な解決策を提示するものである。食品製造業界では人手不足が深刻化し自動化が急務とされる中、柔らかく形状が不揃いな食材のハンドリングは自動化の大きな障壁と認識されてきた。

FORTEシステムは、この難題を克服するため、自然界の知恵、具体的には魚のひれからインスピレーションを得た設計を採用している。このアプローチは、単なる模倣に留まらず、実用的な機能へと昇華されている。FORTEの指先は、内部に空気で満たされたチャネルを組み込んだソフトロボット構造を特徴としており、これがリアルタイムの触覚センサーとして機能する。この内蔵センサー機構により、ロボットは対象物に加える力を極めて正確に測定し、同時に滑りの発生を即座に検知する能力を獲得した。この能力は、人間が「ちょうど良い」と感じる絶妙な力加減、すなわち「ゴルディロックス圧力」を模倣することに成功したことを意味する。

この技術的洗練の結果、FORTEはラズベリーやポテトチップスといった、極めてデリケートで潰れやすい物体を対象とした試験において、91パーセントを超える高い成功率を記録した。研究論文によれば、このシステムは0から8ニュートン（N）の把持力を±0.2Nの精度で推定し、滑り発生から100ミリ秒以内にそれを検出できることが示されている。この高い応答性と精度は、従来のロボットハンドが硬い構造体と柔らかいパッドの組み合わせで達成が難しかった、器用さと堅牢性の両立を実現した。

FORTEの指は、3Dプリントされたフィンレイ構造体で構成され、低遅延の力と滑りのフィードバックを提供し、物体を損傷させることなく把持するために必要な最小限の力を適用することを可能にする。このFORTEの登場は、自動化の適用範囲を大きく広げるものであり、食品加工ラインにおける自動ピッキングの効率化や、精密部品を扱う製造工程における品質向上に影響をもたらすと見られる。研究チームは、この設計を完全なロボットシステムへと発展させることを次なる目標として掲げている。