おいらの挑戦　ラジコン一本槍

日経の記事です。

栗本鉄工所はものを触った際の感覚を疑似的に表現する「ハプティクス（触覚技術）」向け新素材を開発した。鉄の微粒子を混ぜた液体の“粘り気”を磁場の強さの変化で自在にあやつり、疑似触感を実現する。遠く離れたロボットの操縦に使えば、まるで自分がその場にいるような感覚で操作できる。
このほど実用化第１号として、無線操縦飛行機の操縦装置に採用が決まった。国内大手の日本遠隔制御（大阪府東大阪市）が年内にも新素材を使った操縦装置の新製品を発売する予定だ。価格は従来品より１割程度高くなる見通しという。

　無線飛行機はエンジンやかじを２本のスティックで操る。これまでは操縦装置内の部品を物理的にいじって、操作感を調整していた。新型装置ではタッチパネルで設定を切り替えるだけで、指でスティックを押した感触を滑らかにしたり、重くしたり、「カリカリ」と細かく刻むような感じにしたりと、自由に選ぶことができる。

　日本遠隔制御の設計担当、山口明彦氏は「操縦装置では数十年ぶりの技術革新になる」と語る。

■管加工の技応用
　栗本鉄工所が開発した新素材「ナノ磁気粘性（ＭＲ）流体」は、直径100ナノ（ナノは10億分の１）メートルほどの鉄微粒子を油性の溶媒に混合させた。鉄を含むため、液体状ながら磁力に吸い寄せられる性質を持つ。

　磁力線に沿って鉄微粒子が整列して固まることを利用、磁場の強さに応じて粘度を調整できる。操作スティックに使えば、動かす際に微妙な抵抗を持たせることで、疑似的な触感を表現する。

　マイクロ（マイクロは100万分の１）メートルサイズの鉄微粒子を使ったＭＲ流体はすでに米国企業などが実用化している。固さを自由にあやつることができる特徴を利用して、自動車の衝撃吸収材などに使われている。ただし、粒子が大きく沈殿したり、ざらついたりするため、疑似触感への利用は難しかった。

　栗本鉄工所は水道管などの鉄製パイプを主力製品とする。新素材では、パイプ加工などで培った切削加工で生じる粉末を制御する技術を応用して、高熱で鉄をガス化してナノレベルにまで微細化。さらに２～５ナノメートルの酸化膜で覆うことで化学的に安定させた。

　技術自体は2009年に確立していた。産業機械のクラッチやブレーキへの応用を見込んだが、装置開発の技術やノウハウがなく、実用化には至らなかった。

　たまたま技術に目をつけたのが日本遠隔制御だ。同社は愛好家向けに、１台数十万円もするような操縦装置などを製造している。12年に栗本鉄工所に技術提供を求め、装置の開発が始まった。狙ったのはより直感的な操作感覚の実現だ。

　開発にあたっての課題は、ナノＭＲ流体を充填した装置の小型化だった。装置に組み込むには五百円玉程度の大きさが限度だが、当初の試作品は数十センチ。栗本鉄工所と試行錯誤を繰り返し、ようやく厚さ数ミリ、直径数センチの装置を実現した。
■数ミリ秒で反応
　スティックの回りに傾きを検知するセンサーを配置、スティックの傾きに応じて、電磁石の電流を細かくオン・オフすることで、刻むような操作感を再現した。

　ナノＭＲ流体の磁力の変化への反応速度はわずか数ミリ秒にすぎない。素早い操作にも十分に対応でき、既存の装置と変わらぬ感触を表現できた。

　今後は、飛行速度をリアルタイムで操縦装置に反映して、加速などに応じてスティックの操作感が重くなるような感覚も表現したい考えだ。

　次世代のインターフェースとして注目を集めるハプティクスをめぐっては各社が技術開発を競っている。すでにタッチパネルに表示したボタンを押したような感覚を表現するのに使われている。

　近い将来、さらに複雑な表現も可能となりそうだ。アルプス電気が開発した手で握るようにして使う端末はセンサーで指の動きを検出し、モーターの力で指を押し戻して固さや柔らかさを表現する。まずはゲームのコントローラーで２～３年以内の実用化を目指す。日本電産は水平の振動を起こす装置を使い、指先にボタンを押した感覚やざらつきなどを錯覚させる技術を開発した。

　ナノＭＲ流体の実用化に当たった栗本鉄工所の赤岩修一課長代理は「まずは嗜好性の強い製品から展開していくが、応用範囲は広い」と話す。

　抵抗感や固さといった「力覚」を自在に調整できる利点を生かし、インターネット通販で製品の形や固さを再現するボール型デバイス、遠隔手術や災害現場の探索ロボットの操縦装置などへの採用を働きかけていく考えだ。

　ハプティクス（Ｈａｐｔｉｃｓ）　「触覚技術」とも呼ばれる。ものを触った際の感覚を力や振動などで疑似的に表現して錯覚させる技術。仮想現実（ＶＲ）に現実感を与えるインターフェース技術として普及しつつある。

　ゲーム機のコントローラーではバイブレーターの振動でアクションの激しさなどを表現、スマートフォン（スマホ）などでは画面上のボタンを押したような感覚を演出するために使われている。

　疑似触感を機械の入出力装置に使えば、人が近づけない危険な場所でのロボットの操作や、マニピュレーターを使った微細加工などに役立つものと期待されている。

（鈴木卓郎）

ヤフオクでポチッた状態では、左翼にカーボンクロスを張って補修してありました。
この時の主翼重量１３０ｇで結構重たく、機体全体で２７５ｇありました。
これって、修理のために重量増加したのか、たまたまベースが強化版だったのか、僕には分かりません。
翼表面はカーボラインで貼ってありますが、その内側に、カーボンロービングで等間隔にクロス補強がしてある翼です。これって普通なのでしょうか。ウラジミールモデルのサイトを見ると、カタログでは強化翼があって、重量は１２５ｇ位と書いてあるのでもしかしてそれ？　とか思っていまいますが。
今回、主翼のカーボン補修部分の成形（綺麗な翼型に補修すること）と見栄えの向上のための塗装をしました。
Snaipeの塗装は蛍光カラーの様で、部分修正では色が合うはずがなく、黄色部分全体をサンディングで色を落とし、全体塗装。
塗料は黄色に蛍光パウダーを混ぜてなんとなくそれらしい色に調合しました。
カーボンむき出し部分の、クラックや欠けもカーボンロービングやカーボンパウダー入りエポキシ等で補修、部分的にアラミドヒンジの切れている部分もアラミド繊維、カーボン繊維を張って補修しました。
結局、重量増を避けるため、目いっぱい薄塗りしましたが、下地に薄く白を吹いたんですが十分でなく、カーボンの生地が透けて見えて美しくないですね。
補修、塗装後の主翼重量は１３５ｇともとより５ｇ増えました。やった意味があるのかと言えば？？？？です。
BOOMと修理したSnipeを取っ替え引っ替え飛ばすと改めて性能、調整？の違いが分かります。
Snipeは修理後重量はトータル２８０ｇもあるんですが、ＢＯＯＭ（２７０ｇ）に比べて、速度が遅くても浮きが良い？
同じような空模様でとっかえひっかえ飛ばしても、この傾向変わらず。サーマルへの乗りも重たいSnipeの方が良い。
BOOMは同じような速度で粘ろうとしても失速（突然頭が下に下がってしまう）するので、速度を落とせませんし、滑空時間が短く感じます。進入性だとか良くわからないんですが、素人の僕が飛ばして明らかにSnipeの方が良く（長く）飛ぶ。
アッと、ちなみにBOOMはスペシャルバージョンとかで、在庫があったので飛びついたら、主翼が強化されているものらしく、主翼だけで１３３ｇありました。普通の主翼は１１０ｇ程度だそうで、軽いのが欲しかったけど後の祭り。
動きはSnaipeの方が軽いというか機敏な感じ。BOOMの方がどっしりと重たく飛ぶ感じはします。
BOOMの調整は未だ十分に出来ていないというのも原因か、重心位置は７２ｍｍにセットしたつもりが、改めて図ると７５ｍｍでした。BOOMのポッドは縦に薄っぺらくて、電池と受信機の抱き合わせでは縦方向が厚くなってポッドの前部分に入らなかったので、受信機だけサーボの後ろに積んでいましたが、受信機のケースを外して薄くして、電池と抱き合わせでサーボの前側に搭載し、何とか重心を７２ｍｍまで移動しました。余計なスポンジ取り外しや無駄に長い配線のやり直し等で５ｇ軽量化。トータル２６５ｇになりました。飛びは来週のお楽しみ。これでSnaipeに追いつけるかな。
それにしてもSnipeは不思議ちゃんですね。これが標準の２５０ｇだったらどんな飛びなんでしょう。Snipeオーナーにとっては普通のことなのでしょうが、僕は未経験なので。となたかSnipeの翼だけ譲っていただけませんかねえ。

自作DLGですが、少しでも性能を良くしようと、OKのギャップシールを張ってみました。
効果はこれといったものは感じず、ちょっとがっかり。
ＯＫのギャップシールは結構いい値段（1400円程）しますが、帯状のフィルムに半分だけ、糊がついていて、接着できるようになっているのですが、フィルム部分の材質が厚い（0.1mm位だそうです）のと、
糊部分にも薄い両面テープ位の厚みがあり、エルロン溝の前側の接着部分は段差が結構あり、翼の空気の流れを妨げているように感じました。
と思ったので、セメダインの0.05mm×8mポリエステルテープ（メタリック調のもので装飾用と思います）の半分側をマイクロバルーンで接着力をなくし翼に張り付け。
今度は出っ張りもなく良い感じになりました。
効果のほどは、なんとなくですが、高度低下が少ない感じ。抵抗がなくなるのでスピードが出るかと思ったんですが、フワフワと粘りが出た感じ、気のせいでしょうか？

自作のDLG用に良く使っているTurnigyのマイクロサーボTGY-D56MG。デジタルハイボルテージ仕様で、トルクも1.2kg/cm（7.2V）あり、コアレスモータ、メタルギヤで重さも5.6gと、僕のような素人ＤＬＧフライヤーにとって、カタログスペックは十分満足のいくもので、実際に使ってみても、フルサイズＤＬＧのフラップモードでも十分エルロンの角度を出せるだけのトルクはあるし保持力もあり、動作は十分なんですが、いかんせんニュートラル性が悪い。トルクが足りなくて戻らないというよりも、ニュートラルの位置が曖昧で、舵を切って戻すと戻りすぎたり、スイッチを入れる度にトリム２コマ分位ずれたりします。で、時間が経つともとに戻ったり。実際にこのサーボを使って飛行するとそのトリムのズレを感じることはあまりないというか、素人ＤＬＧフライヤーの僕には分からないというか、実用上の不具合は感じないのですが今一つすっきりしない、気持ち悪いですよね。
原因は何でしょうか、度々、温度ドリフトでニュートラルがズレるとか聞きますけど。
今、受信機電源は2Sリポなので、充電したてと使用中の電圧差で起こってしまうのかと思って、５Ｖ定電圧電源で試してみましたが、若干良くなるような、変わらないような。よくわからん！！
もちろん、手持ちのＤＬＧの内、良い機体には、ＪＲだったりＫＳＴだったりの良いサーボを積んでいて、これらはニュートラルバッチリです。
Turnigyのサーボを上手く使えると、コスパは最高なんだけどなあ。定番のアナログサーボTS-1002なんかより遥かにパワフルですよ。

日曜日はEXEの総会でした。風も強く、F3A機も、DLGも飛ばす気は無かったのですが、急にDLGが飛ばしたくなり、1号機をランチ。
3旋回した途端、風下に頭をむけ、そのまま流されてロスト！
また、薮の中か木の上かと不安になりながら、捜索。
今回は、河川内の道端に不時着していました。
直ぐに回収出来て良かったなあ。追い風の洗礼を受けた日曜日でした。