NASA開発ロボット知能が宇宙飛行士と産業をエンパワー

宇宙飛行士の仕事は常に華やかなわけではありません。国際宇宙ステーション（ISS）クルーは時間の約3分の1を、補給カプセルからの貨物搬入やゴミ袋搬出といった雑務に費やしています。フルタイムクルー7名体制でもこの状況です。

NASAはアルテミス後期ミッションでの月面長期滞在を見据え、ロボットにこうした雑務を担わせ、クルーを科学・探査に集中させたいと考えています。しかし、SFのロボットとは異なり、現実のロボット（可動6軸アーム型が主流）で人間の単純作業さえ再現するのは極めて困難です。

ピックニック社の挑戦：MoveIt Pro

コロラド州ボルダーのピックニック社（PickNik Inc.）は、NASAの支援を受けこの課題に挑んでいます。同社エズラ・ブルックス首席ソフトウェアエンジニアは、「従来のロボット操作は工場で車体シャーシをコンベア間で移動させるような、知能不要の事前プログラム動作の繰り返しでした」と語ります。

非構造化環境で物体を認識し、接近し、何らかの操作を行わせるのは全く異なる、遥かに難しい課題です。ピックニック社はNASAジョンソン宇宙センターのロボティクス研究者たちと協力し、宇宙船ハッチ（ラッチ、ハンドル、ヒンジ含む）を認識し、ラッチを回し、ハンドルを握ってドアを開けるソフトウェアを実証しました。

高度なモーションプランニングと制御

ロボットアームの関節初期配置から目標配置へのモーションプランニングだけでも「非常に賢い数学と大量のCPUパワー」を要します。実行時には1秒間に1000回以上の微細指令（関節速度指示、微小位置修正）を送出。力フィードバックアルゴリズムで把持検知、制御アルゴリズムで適切なトルクを決定します。

宇宙開発で培った技術が地上で開花

月面運用ロボットの実用化には尚早ですが、NASA支援で開発されたソフトウェア「MoveIt Pro」は既に地上で商用展開されています。

• BMW：ロボット組立ラインの知能化
• Amazon Web Servicesラーニングセンター：ロボットアームデモ自動化
• Lightspeed：巨大ロボットアームで壁・屋根・床パネルを建設、住宅不足解消へ
• Hivebotics（シンガポール）：トイレ清掃ロボット「Abluo」の自動化

NASA SBIRプログラムの役割

ジョンソン宇宙センターの新施設iMETRO（統合移動ロボティクス運用評価テストベッド）で、貨物移送袋のハッチ通過・格納作業を実証。SBIR資金で基礎研究から製品化まで支援されました。ブルックス氏は「NASAの早期資金なしに商用製品化は困難だった。ロボティクスでは数年の研究・反復開発が必要で、NASAがその基礎部分を支えた」と語ります。

宇宙と地上のギャップを埋める

地上商用顧客基盤で製品開発を持続可能にしつつ、NASA SBIRでは「地上ユースケースと宇宙ユースケースのギャップ」に焦点を当てて開発を進めています。例えば、地球-月間の不安定な通信にはより自律的なロボットが必要、24万マイル離れた地上オペレーターによる遠隔修正機能の重要性増大などです。これら能力は地上でも有用です。

将来展望

アジミ氏（NASA巧緻ロボティクスチームリーダー）は「ロボットが物流作業を担えれば、施設メンテナンスや科学実験継続も可能。クルー不在の11か月間、ロボットが何でもできれば、その分だけ前進できる」と語ります。商業宇宙ステーションでも同様の役割が期待されます。

ブルックス氏は「宇宙でロボット知能を飛行させる信頼性構築にはまだ多くの作業が必要。これまで宇宙飛行したどのソフトウェアより遥かに複雑」と認めつつ、その見返りは努力に見合うと強調します。