両手では足りず、もう一本腕があればいいのにと思ったことがあるはずです。科学者たちは、ロボットの 3 番目のアームが実際には横隔膜の筋肉の動きによって非常に簡単に制御できることを発見しました。この研究は、シルベストロ・ミセラ教授率いるチームによってスイスのEPFL研究所で実施された。この研究は、スイス国立研究能力センターの大規模な「第3部門」プロジェクトの一環である。
この研究を実施するために、ユーザーが 2 本の外骨格型アームのハンドルをつかんで座り、チャートの動きを検出するセンサーを備えたベルトを着用するデバイスを構築しました。彼らはまた、VR ヘッドセットを装着して仮想環境を視聴しました。
外骨格の腕を動かすことで、ユーザーは VR 世界で実際の腕の仮想バージョンを使用してタスクを実行できます。さらに、特定の方法でダイヤフラムを動かすことにより、ユーザーは仮想の 3 番目のアームを制御できます。 3 番目のアームは仮想の左腕と右腕の間にあり、どちらかの側に属しているとは認識されないように、両側に親指を備えた対称的な 6 本の指の手として設計されています。
61 人のボランティアによる 150 回のテストで、ほとんどの人がこの設定を簡単にマスターできることが判明しました。重要なのは、被験者は左右の腕をコントロールしながら、同時に 3 番目の腕をコントロールすることができたということです。つまり、頭を撫でながら同時にお腹をさすっているようなものです。
3 番目のアームを操作している間、参加者は会話に参加したり、タスクから目をそらしたりすることもできました。
研究のその後の段階では、ボランティアは胸に物理的なロボットアームを縛り付けられました。このデバイスは実際にはベースから出たり入ったりする単なるロッドですが、ユーザーは指示に従って「手」が特定のターゲット円の上に浮かぶようにデバイスを動かすことができます。
それにもかかわらず、この研究は実用的な第 3 のロボット アームの開発を特に目的としたものではありません。
「この第 3 アーム制御の主な動機は、神経系を理解することです」とミゼラ氏は語った。 「まったく新しいことを脳に挑戦させれば、脳がそれを実行できるかどうか、そしてこの種の学習を促進することが可能かどうかを知ることができます。その後、この知識を利用して、たとえば障害のある人のための補助器具や脳卒中後のリハビリテーションプログラムを開発することができます。」
この研究に関する論文は最近、サイエンス・ロボティクス誌に掲載されました。以下のビデオで、仮想および物理的な 3 番目のアームが動作している様子をご覧いただけます。