2014年07月11日08:10
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以人与机器人“共事”为目标的工业机器人开发。5指机械手的精巧性能引人瞩目。它能成为生产现场的救世“手”吗？
5根手指一根一根地慢慢弯曲，稳稳抓住生鸡蛋。整个动作简直跟人手一样。
从JR京都站驱车15分钟，就到了中小企业的工厂聚集的西大路上从事工业机器人开发及制造业务的风险企业SQUSE。
SQUSE于2005年开发出了有5根手指的机械手。其可与人类的手一样，将食品等柔软的物体“抓”“握”“捏”起来。除实现了“抓住生鸡蛋而不破”这一公认机械手难以做到的动作之外，还可轻柔地拿起容易破碎的寿司、包子及棉花糖等。
该机械手除了用于研究外，尚未作为商品供应过。但随着为人手不足所苦的工厂不断增加，来自生产现场是否能将其用于自动化生产的垂询在增多。
再现人手褶皱
“想尽可能地用机器人来代替人的手工作业”。SQUSE创始人、社长清水三希夫从这种想法出发，为赋予机械手以“生命”而展开研发。日本的机器人企业公认拥有世界最尖端的技术，在5指机械手的开发上，此次SQUSE走在了前头。
清水社长对机械手的关注要追溯到2001年。当时SQUSE就在以“机器人与人共事的生产系统”为目标，从事FA（工厂自动化）设备的制造和销售。但FA设备只能在大量生产现场一展身手。进入自动化工序前的作业，最终只能靠手工来完成。“正是手工作业支撑着工厂的生产”（清水）。出于这些思考，开始了机械手的开发。
原来经营男装的清水三希夫社长。
被工业机器人蕴藏的可能性所吸引，创办了企业。
对5指的执着，源于最初要完全取代手工作业的目标。有5指便可直接操控人类一直在使用的工具。
但并非一开始就是以实际的“手”为目标的。其间曾试制了多个露着金属及树脂的机械手。但从实际取代人工作业来考虑，必须要在抓取柔软物体时不破碎。直接用金属，就无法再现如同人手般的抓取作业及细致手指动作。
“反复扳动机器手尝试，重新认识到了人手的厉害”。清水社长笑着回顾了当时反复尝试的情形。
此次在技术上还得到了从事假肢研发的公司及大学等的协助。其中，开发人员注意到了人类利用关节的弯曲和手上的褶皱来抓取物体的现象。于是使用硅胶材料制作了接近人类皮肤的外皮。由于利用外皮的曲面来抓取对象物，因此与金属机械手相比接触点得到增加，能够以包入的状态轻柔地抓握。
将机械手实物拿到眼前，其逼真程度令人吃惊。试着握手时，该机械手轻柔回握的力，甚至让人有种正与人握手的错觉。
真实手指的动作用人造肌肉来实现。在各个手指中嵌入了利用气压来收缩的真空管型人造肌肉，通过输入输出空气来运动。夹力（抓取物体的力）最大约为200g，可抓起最重约500g的物体。
日本产业革新机构出资5亿日元
手指的动作可事先用专用软件编程来细致控制。在指尖上配备传感器时，还可由机械手自己来检测物体的形状及硬度，自动改变握力。设想在生产现场与机械臂组合使用，目标是取代原来需要靠人工来完成的工序。
“5指机械手会有需求吗？”在开发之初，该机械手曾遭到周围的冷眼。于是，营销负责人抱着试制品转遍了整个日本，通过实际演示宣传了用机械手来代替人工作业的好处。随着5指的精巧动作被媒体报道，该机械手的认知度得到了提高。与此同时，“能否将5指机械手用于生产现场”的咨询也逐渐多了起来。
在SQUSE的产品中，5指机械手是最高档机型。有很多企业感兴趣，但同时他们也表示“还不需要如此精巧的机械手”。不过，其中也存在5指机械手的宣传促进了2指及3指机械手销售的情况。目前SQUSE正联手汽车厂商及食品厂商等，瞄准制造工序自动化用途展开共同开发。
SQUSE从2014年4月起变更了结算期，其2013年10月～2014年3月的销售额达到近7亿日元，只用6个月时间就超过了2012财年（截至2013年9月）全年销售额。在日本人手不足问题日趋严峻的形势下，打算推进生产工序自动化措施的企业开始增多，该公司的控制系统软件畅销。
今年2月，SQUSE宣布日本产业革新机构将以5亿日元为上限对其实施出资。除出资外，该机构还将为SQUSE提供经营支援，比如对业务提出建议、构筑业务体制等等。另外，海外的自动化需求也在扩大，除日本国内市场外，今后SQUSE还考虑在全球开展业务。
机器人与人类共存的社会正逐步成为现实。尤其是在制造现场，机器人已进入更接近作业人员的地方，其安全及技术要求变得越来越高。伴随这一趋势，SQUSE的5指机械手得以大展身手的日子也将为时不远。（作者：齐藤 美保，日经技术在线！供稿）
