スポーツロボットのサイズ
生物には大小様々なものがあります。ロボットはどうでしょうか。
工場用ロボットは大きい。ペットロボットは小型犬くらい。人間の体内を移動するナノマシンはナノというだけあって、すごく小さなロボットになるはずです。
ロボットを開発する上で、大きさや重さは非常に重要な要素です。
ロボットのサイズ
後方宙返りする MIT Mini Cheetah が話題ですね。
小さいロボットは軽いので俊敏に動くのに向いています。跳躍するロボットも、その多くが小型のものです。
Salto-1
7 g の小型跳躍ロボット。
Boston Dynamics, SpotMini
ロボットの開発において、ロボットを持ち上げたり運んだりする時には、ロボットが小さい方が楽です。しかし、一般的な部品が使えなかったり、小さな空間に多くの部品を詰め込まないと行けなかったりと小型軽量のロボットを作るのは大変です。
ロボットが小さくて軽いと、転んだりぶつかった時の衝撃が小さいので、それも利点になります。実際、等身大のヒト型ロボットを開発するには、資金や人員や空間や時間が必要なので、限られた数の研究グループしか開発していません。
Nao も小さいですね。
Pepper は子供くらいの大きさですが、移動はゆっくりです。
工場のロボットアームは大型で、強力です。車を持ち上げるデモをやっていました。
風船でできた 20-m の超大型ロボットアームも開発されています。
生物のサイズとアロメトリー
生物にはアロメトリーと呼ばれる関係があると言われています。
アロメトリー (英語: allometry) は、生物の体の大きさにかかわらず、2つの指標（たとえば身長と体重）の間に成立する両対数線形関係である。
[Wikipedia]
生物にアロメトリーがあるのは、それが異なる種でありながら、同様の代謝や運動の機構を備えているからだと理解しています。つまり、違う生き物でも、同じ素材の筋肉や骨などが同じ仕組みで動くので、共通した特徴をもつということです。
環境の要因としては、重力や大気組成などが影響します。
鳥は種類ごとに大きさに応じた飛び方をします。
鳥の飛び方には大きく見て二つの方法があります。一つは、翼を規則的にはばたいて飛ぶ「はばたき飛行」です。もう一つは、翼を広げたままですべるように飛ぶ「滑空(グライディング)」です。
[以下リンクより引用]
ロボットも、感じ、考え、動く機械なので、生物と同様に、素材、駆動方法、そして環境構造にその振る舞いが制約されます。
私がアロメトリーについて知った本です。
他の関連書籍はここで紹介しました。
スポーツロボットのサイズ
スポーツロボットにはどの程度の大きさが必要でしょうか。
卓球を考えた場合、単なる球出しの機械であれば、持ち運びや収納が楽な小型のものがいいでしょう。同様に打ち返すだけの機能であれば、大きいものでもいいですし、小さいものでも構わないはずです。
実際、オムロンの卓球ロボットは人間以上の大きさがあります。
台上の卓球ロボット。
人間と対戦するスポーツロボットには、人間くらいの大きさが必要になります。人間と押し合うロボットも、ヒト型のバレーボール練習用ロボットも人間大の大きさです。バスケットやバレーボールをするならば、ロボットも競技者と同様の大きさが求めれるでしょう。
人間と押し合う古武術ロボット。
練習用バレーボールロボット。
他のバレーボールロボット。
相撲やラグビーをするスポーツロボットは、大きさに加えて、重量も人間と揃える必要が出てきそうです。
まとめ
大小様々なロボットを紹介し、生物のサイズの原理を見返し、スポーツロボットのサイズについて考えました。