グローバル教育と産学連携の研究活動に特色を持つ芝浦工業大学。
そんな芝浦工業大学のシステム理工学部 桑原央明准教授(実世界情報メカトロニクス研究室)が、ロボットハンドによる「把持(つかむ)」と「検査(知る)」を同時に行う新しい非破壊検査技術「InSIGHT Grip(インサイトグリップ)」を開発しました。
芝浦工業大学「InSIGHT Grip」
発表日：2026年1月29日
この技術は、モーター情報のみで把持力と加振を制御する独自技術によって高価な力覚センサーを不要としながら、対象物を優しくつかみ、その内部状態(熟度や劣化具合など)をリアルタイムで推定するものです。
これにより、従来は別々に行われていた作業工程と検査工程の一体化が可能になります。
「InSIGHT Grip」の3つのポイント
- ロボットハンドによる「把持」と「内部品質検査」の同時実現で工程を短縮可能に
- 力覚センサーを用いない独自制御で、装置の小型化と低コスト化を両立
- 振動応答解析により表面と内部の硬さを解析
生産現場の課題：大型装置と工程の分離
農産物の熟度判定や工業製品の劣化診断において、対象を壊さずに調べる非破壊検査の需要が高まっています。
しかし、現在主流となっているレーザーや音響を用いた検査手法は、正確な情報を得るために装置が大型かつ高価になる傾向がありました。
また、収穫や選別といった「作業」と「検査」が異なる工程として実施されることが多く、これが生産現場におけるコストや時間の増加を招く一因となっていました。
同研究室ではこれらの課題を解決するため、最小限の構成で「作業」と「検査」を一体化させる手法を構築しました。
力覚センサーレス制御＆振動解析：「つかむ・測る・知る」の統合
新技術「InSIGHT Grip」は、最小2つのモーターで駆動するコンパクトなロボットグリッパーによって構成されています。
通常、物体を壊さずにつかむには高価な力覚センサーが必要ですが、この技術ではモーターの回転数と電流値から力を推定する独自技術（特願2025-135922で出願中）を活用しています。
これにより、力覚センサーレスでありながら対象物を優しくつかむ制御と、微細な振動を与える加振制御を同時に行うことが可能となりました。
具体的には、物体をつかみながら特定の周波数で加振し、その応答を解析することで、2つの共振ピークを抽出します。
第1ピーク付近の周波数帯では「物体全体の運動」、第2ピーク付近の周波数帯では「表面付近の運動」を反映していることに着目。
この2つの差分を算出することで、内部の「機械インピーダンス(硬さ)」を導き出します。
この原理を用いることで、メロンのように「表面は硬いが内部は熟して柔らかい」といった、外見や表面の接触だけでは判別が困難な内部状態を、つかんだ瞬間に把握できることを実機検証により確認しています。
次世代の触覚インフラを目指して
この成果は、愛知県の「第20回わかしゃち奨励賞 応用研究部門」で優秀賞を受賞しました。
特に、力覚センサーを用いずに把持力と加振を制御する点、振動応答解析により表面と内部の硬さを解析する点が評価されました。
今後は、本技術の社会実装に向けて段階的に取り組みを進めていく方針です。
まずは果実の熟度推定精度のさらなる向上を図り、その後、マニピュレータや無人搬送車(AGV)と連動した、選別と収穫を同時に行うシステムの実証を進めます。
この技術は農業分野にとどまらず、工業用部材の劣化診断、医療、建設分野など、幅広い領域への展開が期待されます。
最終的には、触覚情報から対象の状態を理解する能力を「触覚知(しょっかくち)」と定義し、これを産業界の共通基盤として確立することで、人手不足の解消や食品ロスの削減、インフラの安全維持に貢献する新たな技術基盤の構築を目指します。
FAQ：InSIGHT Gripについて
Q1: InSIGHT Gripはどのような分野で活用できますか？
A1: 農業分野での果実の熟度推定、工業用部材の劣化診断、医療、建設分野など、幅広い分野での活用が期待されています。
Q2: InSIGHT Gripのメリットは何ですか？
A2: 力覚センサーが不要なため、装置の小型化と低コスト化が可能です。また、把持と検査を同時に行うことで、作業工程の短縮に貢献します。
Q3: 今後の開発予定は？
A3: 果実の熟度推定精度の向上、マニピュレータやAGVと連動した選別＆収穫システムの開発を進めています。
作業工程と検査工程を一体化させ、生産現場の課題解決に貢献する新技術。
芝浦工業大学が開発した非破壊検査新技術「InSIGHT Grip」の紹介でした。