本動画では、ロボット技術チャンネル rough robotics が、CubeMars AK45-10 V3.0 KV75 および AK45-36 V3.0 KV80関節モーターに対して、徹底的かつ実機ベースのハードな性能テストを実施しました。今回のレビューでは、V3.0 バージョンにおける主要アップグレードの実際の使用感を深く検証するとともに、複雑な 3軸バイラテラル制御(Bilateral Control) システムの構築にも成功しています。
開発者のリアルな視点を通じて、CubeMars QDD(Quasi-Direct Drive:準ダイレクトドライブ)アクチュエータ が、柔軟な力制御や遠隔操作分野において持つ大きな可能性を詳しく紹介します。
初期のシングルエンコーダ搭載関節モーターを使用する際、開発者はしばしば以下のような課題に直面していました。
システムの電源を再投入した後、出力軸(負荷側)の絶対角度情報が失われ、毎回面倒な機械的原点復帰作業を行う必要がありました。
CubeMars AK45 V3.0 は、この課題に的確に対応し、全面的に 「デュアルエンコーダ(Dual Encoder)」設計 を採用しています。
モーター側エンコーダ:高精度なローター位置フィードバックを担当し、FOC 制御アルゴリズムにおける滑らかで高効率な動作を実現。
出力側エンコーダ:減速機出力軸の絶対角度を直接測定。
実機評価:レビューを行った開発者は、このアップグレードを高く評価しました。これにより、システムは電源投入直後から、ロボットアームや関節の現在の絶対的な物理位置を正確に把握できます。毎回の起動時に手動で原点調整を行う必要が完全になくなり、ロボットシステムの信頼性と開発効率を大幅に向上させます。
QDD(Quasi-Direct Drive:準ダイレクトドライブ)の最大の魅力は、「低減速比によって実現される高いバックドライバビリティ(Backdrivability)と優れた力制御透明性」 にあります。動画では、開発者が異なる減速比を持つ2種類のモーターについて、実際の物理的な操作感を比較しました。
AK45-10(10:1 減速比):実測では、AK45-10 は電源オフ状態でも手で出力軸を回転させることが非常に滑らかで、抵抗が極めて小さいことが確認されました。この優れたバックドライバビリティにより、MIT モード(インピーダンス制御)で動作する際、生体筋肉のような柔軟な追従動作を実現できます。軽量ロボットアームや四足歩行ロボットの脚部関節などに最適な選択肢です。
AK45-36(36:1 減速比):減速比が高くなることで、AK45-36 はより大きな出力トルクと優れた静的保持能力を提供します。一方で、バックドライブ時の抵抗も明らかに増加します。レビューでは、アプリケーションが「極限の柔軟な力制御」よりも「大きな負荷能力」や「位置保持性能」を重視する場合、36:1 の方がより適した選択肢になると客観的に評価されています。
補足:このようなリアルで客観的な性能比較により、開発者は自身の具体的なアプリケーション要件——「柔軟性を重視するのか」または「力を重視するのか」——に基づいて、より正確な製品選定を行うことができます。
基本的な MIT モードによるインピーダンス制御テストに加え、本レビュー最大の見どころは、開発者が CubeMars AK45 モーターを使用して、1軸および3軸のバイラテラル制御(Bilateral Control)システム の構築に成功した点です。
バイラテラル制御とは?操作者が「マスターデバイス(Master)」を操作することで、遠隔地にある「スレーブロボット(Slave)」をリアルタイムかつ力覚フィードバック付きで制御できる技術です。
CubeMars の強み:高品質なバイラテラル制御を実現するためには、モーターシステムに以下の性能が求められます。
高い制御周波数
極めて低い通信遅延
高精度なリアルタイムトルクフィードバック
動画では、AK45 モーターが優れた基礎性能を発揮し、操作者の動きを正確に再現するとともに、遠隔側で発生した環境との接触力を明確に操作者へフィードバックしています。これにより、遠隔操作(Teleoperation) および 具身知能(Embodied AI)向けデータ収集分野 における大きな可能性を示しました。
本動画では、CubeMars AK45 V3.0 の優れた性能を直感的に確認できます。
デュアルエンコーダのメリットを実演:電源を切って再起動した後でも、システムが瞬時に現在の絶対的な物理角度を認識し、その位置を維持する様子を紹介。
バックドライブ操作感の比較:開発者自身が AK45-10 と AK45-36 を手で回転させ、10:1 減速比による QDD 特有の滑らかな操作感を体験。
3軸バイラテラル制御の実践:マスター・スレーブロボットアームが同期して動作する様子や、障害物に接触した際に力フィードバックシステムが瞬時に安全な応答を行う様子を確認できます。
Q1:プロジェクトで最高レベルの柔軟性と人間協働時の安全性が必要です。AK45-10 と AK45-36 のどちらを選ぶべきですか?
A:AK45-10(10:1)を強く推奨します。低減速比により、優れたバックドライバビリティ(Backdrivability)と力制御透明性を実現しています。MIT モードでは、真の「ゼログラビティ」状態の柔軟な追従動作を実現でき、協働ロボットアームや四足歩行ロボットの関節に最適です。
Q2:V3.0 のデュアルエンコーダ設計によって、制御の複雑性は増加しますか?
A:いいえ。CubeMars の内部ファームウェアは、デュアルエンコーダから取得したデータを統合・最適化処理しています。上位開発者は、標準 CAN 通信プロトコルを利用し、シングルエンコーダ搭載モデルと同じように、位置・速度・トルク指令を簡単に送信できます。同時に、より信頼性の高い絶対位置フィードバックを取得できます。
Q3:CubeMars モーターを使用して、自分自身で遠隔操作/バイラテラル制御システムを構築したいです。参考資料はありますか?
A:はい。弊社では詳細な 「CAN 通信プロトコルマニュアル」 を提供しており、高周波トルク読み取りやインピーダンス制御パラメータ設定について詳しく説明しています。また、高度な開発ニーズを持つお客様には、弊社技術チームによる低レベルアルゴリズム統合サポートも提供しています。
rough robotics による専門的で深いレビューに感謝いたします。AK45 V3.0 シリーズにご興味をお持ちの方は、詳細な技術資料を取得いただくか、CubeMars が提供するその他の高性能関節モジュールについてぜひご覧ください。
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