何が起きたか
イタリア技術研究院（IIT）は、国立労働災害保険機構（INAIL）と共同で、人間の腰部負荷を考慮した人型ロボット「ergoCub」を開発した。研究チームは、ロボットのリンク長や質量分布を最適化するために、人間の筋骨格系を34関節の多剛体システムとしてモデル化し、ロボットと対称な構造として統合した。 最適化は2段階で実施。第1段階では、ロボットのリンク長を変数として、人間の関節トルクと歩行性能を目的関数に最適化。その結果、身長1.44m、体重70kg、重心高0.70mという設計解が得られた。実際に製造されたergoCubは、身長1.50m、体重56.7kg、重心高0.72m、36自由度で、頭部の大型化や電子部品の再利用などにより設計値と差異がある。 第2段階では、制御パラメータを最適化し、人間とロボットが協調して荷物を運搬する実験を実施。人間の腰仙関節（L5–S1）のピークトルクは、空荷で43.95Nmから24.88Nm、1kg負荷で50.66Nmから25.77Nm、2kg負荷で約44Nmから31.82Nmに低減し、最大で約45%削減された。また、歩行性能も向上し、最大歩幅は0.35m（iCub3比0.28m）、最小歩行周期は0.5秒（同0.8秒）となった。
Key Facts
| IITとINAILは、人間の腰部負荷を考慮した人型ロボット「ergoCub」を開発した。 | [0] |
| 研究では、人間の筋骨格系を34関節の多剛体システムとしてモデル化し、ロボットと対称な構造として統合する「共有具身知能」アーキテクチャを提案した。 | [0] |
| 最適化の結果、ergoCubは身長1.50m、体重56.7kg、重心高0.72m、36自由度で設計された。 | [0] |
| 協調運搬実験では、人間の腰仙関節（L5–S1）のピークトルクが最大で約45%削減された。 | [0] |
| ergoCubの歩行性能は、最大歩幅0.35m、最小歩行周期0.5秒で、iCub3（それぞれ0.28m、0.8秒）を上回った。 | [0] |
| 研究成果はNature Machine Intelligenceに掲載された。 | [0] |
なぜ重要か
本成果は、ロボットのハードウェア設計に人間の身体特性を直接組み込む新しい設計手法を示した点で重要である。従来は制御アルゴリズムで対応していた人間との協調作業の負荷を、ハードウェア段階で最適化することで、より安全で効率的な人機協調を実現できる可能性がある。また、ergoCubの外観は850人規模の受容性調査で高い評価を得ており、産業・医療分野での実用化が期待される。