液体金属センサ+AIで義手に触覚復元─ 多指触覚統合で複雑テクスチャ識別99.2%達成
人間の指先3000個触覚受容器に迫る義手センサ
人間指先には3000個以上の圧力受容器。物体操作に触覚フィードバック必須だが、現存高機能義手も「触覚」欠如で物体落下・破損リスク。自然な義手インターフェース実現へ、液体金属伸縮触覚センサを義手指先に搭載。
液体金属センサの優位性
シリコーン系エラストマー封入で、従来センサ比:
- 高電気伝導度
- 高コンプライアンス(柔軟追従性)
- 柔軟性・伸縮性
この階層的多指触覚統合で人工手に高次知能付与可能。
実験:テクスチャ・速度識別タスク
- 義手個別指先で、異なるテクスチャ(溝間距離のみ変数の4種)上を多様な速度で滑らせる
- 4機械学習アルゴリズム(KNN、SVM、ランダムフォレスト、ニューラルネット)で学習・分類
- 10複合テクスチャ(4基礎テクスチャのランダム順列)× 20試行/面で検証
結果
- 4指液体金属センサ同時使用で 10複合テクスチャを高精度識別、新たな階層的知能実証
- 全速度・全指で高精度分類
- ニューラルネット(NN)が最高性能:単指で速度・テクスチャ検知、4指同時で 99.2% 精度 で10複合面識別
意義と展望
義手進化も触覚フィードバックなし、意念制御も未実現。新技術で「感じて環境応答する」より自然な義手へ。切断者の生活質向上に大きく寄与見込み。
センサー
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