Xiaomiは10月27日、公式の技術アカウントで産業用途向けの仿生ハンドを公表した。スペックは一度に出そろっている。21自由度、26個のモーターによるハイブリッド駆動、手のひら全面を覆う1500点の高密度触覚センシング。把持力はハイブリッド駆動と腱の張力制御で管理するという。どのロボットに搭載するのか、量産時期や価格については、Xiaomiは明らかにしていない。
自動車工場から逆算して作った手
この手の要件がどこから来たかは、スペックよりも具体的だ。Xiaomi Autoのスマート製造部門の試作センターは、自動車工場の典型的な16工程にまたがる2579件のSOP（標準作業手順書）を整理した。チームはそのうち1827件を選んでデータ収集と検証を行い、Xiaomiによれば、モーションキャプチャーのデータは典型的な工程における人手作業の70.8%以上をカバーする。
取得したモーションデータは分類、分割、クリーニング、リターゲティングを経て、人間の手のデータとの比較分析やシミュレーションに使われた。工場で実際に使われている工具、部品、資材もシミュレーション用アセットにされ、多方向からの把持テストに用いられている。
触覚面では、指先、指の腹、指の付け根の分解能が1mm、手のひらが2mmとなっている。触覚スキンは交換可能で、Xiaomiはメンテナンスしやすいことに加え、人間の手と同じ構造の触覚データを集めやすくする狙いがあると強調している。設計は同社が以前に開発した触覚グローブの考え方を引き継ぎ、放熱と手のひら全面の触覚もシステムとして最適化したという。Xiaomiはこの路線を「究極の仿生」と呼んでいる。
「70.8%」を計算してみる
公表されている二つの数字を割ると、1827÷2579は約70.84%で、「70.8%以上の工程をカバー」とほぼ一致する。大まかな結論としては、このカバー率はおそらくSOPの件数ベースで、全手順のうち選ばれた手順の割合を指している。
この算出方法には限界がある。1件のSOPが十数秒のネジ締めのこともあれば、数分かかるワイヤーハーネスの組み付けのこともある。件数で数えたカバー率は、作業時間や動作の難易度で数えたものとは大きく異なりうる。選ばれなかった残り3割近いSOPがどんな種類なのか、難しすぎるのか、まれすぎるのか、そもそも手を使う作業ではないのかについて、Xiaomiは説明していない。
もう一つ推算できるのが、モーター数と自由度の差だ。21自由度に対して26モーターで、5個多い。「ハイブリッド駆動＋腱の張力制御」という説明と合わせると、一部の関節はモーターで直接駆動し、一部は腱で伝達して追加のモーターで張力を調整している可能性がある。ただし、これは公開された説明からの推測にすぎず、Xiaomiは駆動の具体的な配分を公表していない。
まずは自社工場で使う
中国で器用なハンドを手がけるチームは多く、大半は汎用的な把持デモから入り、卵をつかむ、ペンを回す、ボトルのキャップを開けるといった動作を見せる。今回のXiaomiは出発点が違う。まず自社の自動車工場の持ち場を絞り込み、その持ち場の動作から、手に何自由度が必要か、触覚をどこまで細かくすべきかを逆算した。利点は、要件が明確でデータの出どころを管理でき、試験の場が自社工場にあることだ。
代償は、汎用性が今のところ見えないことだ。自動車の組み立てでは把持対象が比較的固定されており、部品の寸法、重量、材質は図面で確認できる。物流の仕分けや家庭に移れば物体はまちまちで、SOPから逆算したこの設計がどこまで転用できるかは、今後のデータを待つ必要がある。
交換可能な触覚スキンは、かなり工学的な選択だ。工場では1本の手が毎日何千何万回も物をつかむため、触覚層の摩耗は避けられない。ラインでスキンをすばやく交換できるかどうかは、ダウンタイムに直結する。Xiaomiが発表内容に「メンテナンスしやすい」と書いたのは、長時間の稼働を視野に入れていることの表れだ。
Xiaomiが現時点で公表しているのは「探索的な成果」である。把持成功率、タクトタイム、連続稼働時間といったライン向けの指標は示されておらず、この手が正式に工場へ入るまでどれだけ距離があるのかは、公開情報からはわからない。
参考資料：Xiaomi公式技術アカウント、ITホーム（IT之家）、新浪科技、CocoLoop。自由度、モーター数、触覚点数、SOP件数はXiaomiの公表値に基づく。