Apptronik と TI:未来へ向けた革新的なヒューマノイドの開発
ケース スタディの概要
2023年、Apptronik は自社の Apollo というヒューマノイド ロボットのアップグレードを発表しました。開発の一環として、ロボットが安全で効率的な動作を実現するためのニーズをサポートするため、Apptronik は TI を協力者として招き入れました。Apollo は Apptronik のカスタム リニア アクチュエータとロータリー アクチュエータを採用しています。これらのアクチュエータは、TI の機能安全規格への準拠、モーター制御、電源管理などの方法で性能を高めます。Apptronik と TI が協力することで、人に近い場所で安全かつ効果的に動作できる俊敏なロボットという目標を達成することができます。
「安全なヒューマノイド ロボットを作るための取り組みの一環として、TI と協力できることをうれしく思います。テキサス インスツルメンツの製品設計安全性における長期的な取り組みは、ヒューマノイドが人とシームレスに連携するのに不可欠な要素です」と、Apptronik の製品ディレクターを務める Parker Conroy は語ります。
課題
人間のような動きや俊敏さを実現するために、ヒューマノイド ロボットには、超小型の仕様で大量のサーボドライブを仕込みながら、電子的な複雑性を考慮する必要があります。ヒューマノイド ロボットは、人間や他のロボットの周囲で高い信頼性で動作し、工場や倉庫オートメーションの安全性要件の変動に順守する必要があるので、Apptronik は設計で安全性を実現するテクノロジーを採用する必要があります。
ソリューション
様々な電源とサイズの製品で構成された TI 製品ラインアップは、Apollo のニーズに対応しており、ロボットの複数のモーターを同時に動作させ、高精度で効率的な動作を維持することができます。ハードウェア コンポーネントの選択や機能安全の手法において TI と緊密に協力することで、Apollo は急速に成長しているロボット分野で、現在と将来の安全性要件を満たすこともできます。
結果
Apptronik 初の商用ヒューマノイド ロボットは、安全で AI を活用したヒューマノイド ロボットを構築するという使命を果たしています。これらのロボットは、人間とのスムーズなやり取り、量産性、汎用性、機能性、安全性を備えています。
Apptronik は、TI の専門知識を活用して、安全で多様性のあるヒューマノイドを開発
ヒューマノイドは、製造や物流などの業界をサポートするための汎用性を持つ実行可能な方法として登場しています。これらのロボットは、形状や機能において人間に似ています。センサ、アクチュエータ(機械的な「筋肉」)、高度なソフトウェアを搭載し、これらを活用すると、物体や人を認識し、周囲の環境とやりとりをして、歩行、持ち上げ、曲げ、回転、握りなどの任務を実行することができます。
Apollo は、Apptronik 初の商用ヒューマノイド ロボットであり、パフォーマンスと安全性に関する同社の考慮事項には、信頼性の高いテクノロジースタックが必要です。
TI のロボット システム マネージャを務める Errol Leon は、「Apollo 計画のようなヒューマノイドは、労働者を補完し、支援することで、現在の労働力に直面する多くの課題を解決することができます。TI は、必要な支援技術を継続的に開発しています」と述べました。
ヒューマノイド ロボットを成功させるための大きな課題の 1 つは、人間のような動きと俊敏さを実現することです。この目的を達成するために、Apptronik は TI のモーター制御テクノロジーを採用しました。TI のマイコン、ゲート ドライバ、およびアナログ パーツは、高精度、安全、そして電力効率の優れたモーター制御を実現します。Apollo には多数のモーターが連携して動作するコンパクトなバッテリ駆動アプリケーションがあるため、正常に機能するためにこのような考慮事項が必要です。
TI のモーター制御テクノロジーを使用すると、Apollo は、多数のモーターと関節の間の協調で、正確、高精度かつ効率的な動作を実行することができます。これにより、ヒューマノイド ロボットはバランスと安定性を持って 2 本の足で歩くことができ、また、異なる大きさや形状の物体をつかむなどの操作を行うことができます。
ヒューマノイドは、さまざまな業界でまだ実用的なソリューションとして発展しています。このため、このタイプのロボットに関する公式的な安全基準が公開されていません。しかし、人間と混雑した環境にヒューマノイド ロボットを投入する際の安全性は設計上の重要課題であり、Apptronik は安全性を優先し、特にヒューマノイド ロボットの安全基準に影響を与え、維持するのに役立ちます。
Apollo は、Technischer Überwachungsverein (TÜV SÜD) による機能安全の認証を受けている TI のテクノロジーを採用します。TI のハードウェア コンポーネントの選択と機能安全の手法に関する緊密な協力を進めています。TI は革新的で信頼性の高いパーツを提供しており、Apptronik がヒューマノイド ロボット固有の今後のシステム レベルの機能安全認証に対応するのに役立ちます。また、TI は機能安全の故障率、故障モード、影響、診断分析などのコンポーネント レベルの資料も提供しています。
「ヒューマノイド ロボットを公共の環境に効果的に導入するためには、Apollo や他の関連プロジェクトの将来の反復に備えて堅牢な安全性の手法を開発するうえで、TI のような業界のリーダーとの協力は不可欠だと考えています」と、Conroy は語ります。
Apollo は TI のモーター制御ソリューションと安全認証取得済みのテクノロジーを搭載し、倉庫や工場で反復的かつ労働集約的な作業を実施することができます。たとえば、物の選択、物品の運搬、キットに入れた部品の配達、生産ラインで働くスタッフへのパーツの持ち込みなどです。ヒューマノイド ロボットは、安全性と効率の向上に加え、人間の労働者に、物理的要件がそれほど高くない高価タスクを実行する機会を提供します。
ヒューマノイド ロボットは現在、製造や物流の分野で最も目に見える形で採用されており、反復的な業務や物理的に厳しい条件が要求される業務に優れています。Apollo の俊敏さの改善、より複雑な行動を行う能力を獲得するにつれて、より多くの産業に影響を与える可能性があります。長期的には、Apollo のようなヒューマノイド ロボットは、小売、医療、高齢者介護、家庭などの環境で有利な影響を与える可能性があります。
「Apptronik と TI は、強化された安全性手法と、新しい複雑なモーター制御機能の分野で引き続き連携して、これらのロボットの多様性を継続的に強化します」と、Conroy は語ります。
Apptronik について
Apptronik は、AI を活用したヒューマノイド ロボットを開発する、人間を中心としたロボット企業です。同社の目標は、生活のあらゆる面で人類を支援する人間の協力者を作り出すことです。Apptronik のロボット Apollo は、製造や物流などの重要な業界にはじまり、将来的には医療、家庭やその他の分野で応用を広げ、人間と思慮深くコラボレーションをするように設計されています。Apollo は、NASA のヴァルキリー ロボットを含む 15 台の前世代のロボットに関する Apptronik の広範な研究成果を活用した、ほぼ 10 年にわたる研究開発の集大成です。Apptronik の原点は、テキサス大学オースティン校の Human Centered Robotics 研究所で、150 人の従業員を有しています。
ヒューマノイド ロボットに適したソリューションの詳細について
TI のシステム レベルのソリューションを使用して、より安全性に優れたスマートでコンパクトなヒューマノイド (ヒト型ロボット) を設計しましょう。ロボット設計に TI の高度な窒化ガリウム (GaN) ゲート ドライバや高精度なセンシング デバイスを活用することで、コストと性能の要件を満たしながら、さまざまな業界で進歩を推進することができ、生産性、安全性、そして毎日の生活を向上させることができます。