歯医者に行くのが好きな人はいません。小さな子供は特にです。将来の歯科医や歯科助手が歯科治療中に小さな子どもに対処しやすくするために日本の会社 tmsukはこれらの治療中の小さな子供の行動をリアルにシミュレートするヒューマノイドロボットを開発しました。ダミーのリアルな動きはピエゾテクノロジーを使用した比例圧力制御バルブによって生み出されます。
予期せぬ事態：多くの歯科治療において、小さな子供は血圧の低下やショックまたは意識喪失によってダメージを受け、場合によっては重篤な身体的状態に陥いるケースが報告されています。このため、歯科医と歯科助手の訓練により歯科治療中の小さな子供の落ち着きのなさと恐怖に備えることがさらに重要となります。歯科や口腔外科の授業に生きている人間を使用することはできません。このため、シミュレーションロボットの使用は理にかなっています。
日本企業のtmsukは搬送ロボットや高齢者介護用ロボットといった、一連のサービスロボットをすでに販売しています。多くの古典的なロボットと同様、それらには例外なく電動アクチュエータが備わっています。現在、同社はティーチングロボットを使用した医療シミュレーションの分野でその道を歩み続けています。Pedia_Roidと呼ばれる歯科治療を受ける幼児をシミュレートするロボットは身長110cm, 体重23kgで、5歳児の体重に相当します。
Pedia_Roidは空気圧式です。これは学生や研修生が治療シミュレーション中にロボットマネキンの手足を保持する必要があるためです。これが電動だと減速機とボールねじが損傷するおそれがあります。この場合、空気圧は電動技術よりも堅牢で柔軟です。
歯科医と歯科助手向けトレーニング用のPedia_Roidロボット：ピエゾテクノロジーが生き生きとした動きをシミュレート (画像：tmsuk)
ピエゾテクノロジーによる滑らかな動き 滑らかで自然なこの動きはピエゾテクノロジーでしか実現できません。これはロボットで使用される Festoの比例圧力制御バルブ VEAAとVEABがベースになっています。これはロボットの24個の空気圧シリンダのほとんどを制御し、腕, 脚, 指, 口, まぶた, 虹彩のリアルな動きを実現します。ノイズレスで低エネルギー消費の比例圧力制御バルブにより人間のような動作のシミュレーションが可能になります。従来の空気圧ソレノイドバルブとは対照的に曲げトランスデューサが自由に動き、衝撃ノイズがないため切換時のクリックノイズが発生しません。
「Festoが比例圧力制御バルブに使用しているピエゾテクノロジーがなければ、このヒューマノイドロボットを完成させることはできなかったでしょう」とtmsukのディレクターである石井佑典氏は説明します。比例圧力制御バルブ VEAA/VEABは圧力センサと制御電子回路を持つ 3ポート3ポジションバルブです。ソレノイドバルブと比較するとピエゾテクノロジーを使用した比例バルブはその容量原理によりアクティブ状態を維持するのに実質的にはエネルギーを必要としません。ピエゾバルブはコンデンサのように機能します：電流が必要なのは始動時のみで、これはピエゾセラミックを充電するためのものです。その状態を維持するための追加エネルギーは必要ありません。このため、バルブが熱くなることもありません。ピエゾバルブの消費エネルギーは永久電流を必要とするソレノイドバルブよりも最大で 95% 少なくなっています。
ピエゾテクノロジーにより静か、穏やか、スピーディに：比例圧力制御バルブ VEAA/VEAB
その設計により比例圧力制御バルブ VEAA/VEABは耐摩耗性があり、高サイクルを実現しています。VEAAとVEABはシリンダ内の空気消費量が少ない、あるいは非常に少ない圧力調整アプリケーションやPedia_Roidロボットなどの高いダイナミクスを必要とするアプリケーションに大きな利点をもたらします。これらの比例バルブのコンパクトな設計は省スペースの設置と軽量を兼ね備えています。
世界初の50台の歯科教育用ロボットは生産計画の段階にあり、日本, 東南アジア, 中東の大学や専門学校で使用されることになります。世界の他の地域もこれに続くでしょう。
tmsuk について：
日本の企業 tmsuk company limited(テムザック)は医療環境や災害地域で人々をサポートするサービスロボットの開発を自らの課題としています。日本の主要な 4つの島の最南端にある九州に拠点を置く同社は2000年に設立され、24人の従業員を擁するほか、台湾に子会社があります。
