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ハンド:オープンソースロボットハンド

概要

  • Amazing Hand は、低コストで表現力豊かなロボットハンドを実現するオープンソースプロジェクト
  • Reachy2などのロボットに適応可能な 8自由度・4本指 の設計
  • 3Dプリント 対応、全アクチュエータ内蔵、ケーブル不要
  • PythonやArduinoによる 制御方法 を選択可能
  • 豊富なリソースと組立ガイド、コミュニティサポート

Amazing Hand プロジェクト概要

  • 高価 で表現力に乏しい従来型ロボットハンドの課題解決
  • Reachy2(Orbita 3D) の手首インターフェース設計、他ロボットにも容易に適応可能
  • 8自由度・4本指・各指2関節 のヒューマノイドハンド設計
  • 柔軟なシェル を採用し、ほぼ全体をカバー
  • 全アクチュエータを手内部に格納、ケーブル不要
  • 3Dプリント対応・約400g・低コスト(200ユーロ未満)
  • 完全オープンソース設計
  • 各指は 並列機構 で駆動、Feetech SCS0009サーボを2個ずつ使用(屈曲/伸展&外転/内転)
  • Python+Serial bus driver または Arduino+Feetech TTL Linker で制御可能
  • 詳細な解説・デモソフトウェアを提供

ビルドリソースと部品表

  • 必要部品一覧: AmazingHand BOM で公開
  • 制御方式に応じた追加コストを考慮
  • カスタム3Dプリント部品の詳細: 3Dprinted parts で説明
  • 3Dプリントガイドを用意
  • STL・STEPファイル および Onshapeドキュメント も公開
    • 左右対称部品あり、右手は「R」、左手は「L」表記
    • Onshape内「named position」ツールでプリセット位置・サーボ角度指定

組立ガイド

  • BOM準拠の標準部品+カスタム部品 で組立ガイドを提供
  • 各指のキャリブレーション用プログラム/スクリプトあり
    • Python+Waveshare Serial bus driver
    • Arduino+TTLinker
  • 単独右手の組立ガイド、左手の場合も同様の手順
  • ロボットに左右両手を搭載する場合は サーボIDを別々に設定 (同一バス上でID重複不可)

基本デモの実行方法

  • Python/Arduino両対応 の基本デモを用意
  • 8個のアクチュエータ用に 外部電源 が必要(例:DC/DC 220V→5V/2Aアダプター)
  • BOMリストで推奨電源を確認
  • Pythonスクリプト「AmazingHand_Demo.py」、Arduinoプログラム「AmazingHand_Demo.ino」提供
  • 動画デモ「AmazingHand_BasicDemo.mp4」も参照可能

注意事項(Disclaimer)

  • 理論値と実機での 関節角度差 が発生する場合あり(3Dプリント精度、手動調整、部品の柔軟性等が原因)
  • 長時間・複雑な把持タスクには未検証
  • 安全な把持動作には スマートなソフトウェア制御 が必要
  • SCS0009サーボは トルクON/OFF、トルクフィードバック、位置センサー、温度フィードバック 等の機能を搭載

高度なデモ・拡張

  • 逆運動学/順運動学 を利用した応用デモ・ツールも提供
  • モーターのテスト/設定用ツールあり

コミュニティ・アップデート

  • STL/STEPファイル、 中国向けBOM も公開
  • Jianliang Shenによる中国BOM提供

今後のTo Do

  • シリアルハブ+電源機能付き小型PCB設計
  • 把持タスクでのテスト、 モーターフィードバックに基づくスマートな手の動作
  • 4本指の長さバリエーション、5本指追加の検討
  • STS3032サーボ の採用検討(より強力、ただしサーボホーンが異なる)
  • 剛性リンクのばね化による コンプライアンス追加 検討
  • 指先センサー追加による スマート制御強化

FAQ・お問い合わせ

  • Discord AmazingHand チャンネルで公開サポート
  • 直接連絡: Pollen Robotics または開発者まで

クレジット・謝辞

  • Steve N'Guyen:ベータテスト、FeetechモーターRustypot統合、Mujoco/Mink・ハンドトラッキングデモ
  • Pierre Rouanet:pypotへのFeetechモーター統合
  • Augustin Crampette & Matthieu Lapeyre:議論・機械設計アドバイス

Hackerたちの意見

Pollen RoboticsとHuggingFaceは、今ロボティクスにすごく力を入れてるよね!

HuggingFaceのロボットが採用されるか気になるな。目やカメラが首の後ろに行くの、スリープモードのためなんだね。

これを作って、ハロウィン用にThingみたいにデコレーションする時間があるかな?

みんなが期待してる人型ロボットより、こっちの方が興味あるな。例えば、壁に取り付けるか床に立てる多腕ロボットが欲しい。キッチンアシスタントとして使えるやつね。必要に応じて腕を増やしたり減らしたりできるのがいい。消火器や温度計、キッチンに必須なものをカスタム装備してほしい。必要に応じてカトラリーや皿を持ってくれるし、「塩は通常ひとつまみだよ、5グラムくらい入れてほしい?」みたいにアドバイスもしてくれる。ガレージやDIYテーブルでも同じ感じで、ただ腕があればいいんだ。

正直、家にコンピューター制御のナイフを投げるアームがあったら、ちょっと嫌だな。車輪付きでも壁に固定でも。

ずっと、ロボットハンドがキッチンの上のキャビネットの下でレールにぶら下がったり滑ったりしてるのを想像してた。

もしかして、テントaclesの方がいいかな…?

世界は人間を考えてデザインされてるから、ロボティクスがその方向に進化していくのを見るのは素晴らしいね!

なんでこれがダウンボートされたの?

最近、上場しているロボット会社が上がってる理由、まさにこれだね。

$135の材料費が目を引くね。生きてるってすごい時代だ!

手を使う仕事は、30分で100ドル以上のものが多いよね。このロボットハンドがその仕事をこなせるなら、いくつかの業界が影響を受けるかも。

これが高いルンバのベースに取り付けられて、キッチンを掃除してくれるのが待ちきれない!

Feetechは、機械的なR/Cタイプのサーボを売ってるけど、双方向のコンピュータインターフェースがあって、制御コンピュータがサーボの状況を把握できるんだ。これ自体は新しいことじゃないけど、Dynamixelは10年以上前からやってる。でも、これほどの価格ではないよね。このFeetechのサーボは17ドルだけど、Dynamixelは70ドルから始まって、もっと高いのもある。部品リストには「強くする必要がある」って書いてある小さい部品が多いけど、3DプリントのPLAプラスチックだし、3Dプリントの中では低価格帯だよね。どの動画もハンドが何かを扱ってるところは見せてないから、これは本当にコンセプトモデルなんだ。もし興味があれば、誰かがポリカーボネートやガラス充填ナイロンのようなもっと良い材料で射出成形して部品を作るかもしれない。ここでのプラスチックの総量はすごく小さいから、プラスチックのコストは無視できるし、高品質なエンジニアリングプラスチックを使わない理由はないよね。ホビー用の射出成形をする人はあまりいないみたい。TechShopにはデスクトップの射出成形機や、型を作るためのCNCフライス盤、さらにはそれを設計するためのAutodesk Moldflowもあったけど、誰もそのツールを使わなかった。いくつかの大学のメーカースペースには似たような機械があるけど、世界中のプラスチック製品のほとんどは射出成形で作られてるからね。

まだ3Dプリンターのこと考えてないよね。

エクソスケルトンやサポートデバイスの似たようなプロジェクト知ってる人いる?

https://theopenexo.nau.edu/

デザインが美しいし、Onshapeで作られてて、AliExpressの部品表もあるのがいいね。これ、作ってみようかな!

カートゥーンスタイルなのが好きだな~。指が3本と親指1本ってのがいいよね。

いいね!2つで135ドルずつ払えば、ついに洗濯室でTシャツを畳んでもらえるんだ。

誰か、指が5本じゃなくて4本にするデザインの考慮点があったか知ってる人いる?それによるトレードオフは何かあるのかな?数日前にTwitterでこの話を見かけて、指の本数についてもっと深い考えがあったのか気になってたんだ。BOMの情報によると、指を1本減らすことで約10ドルのパーツ代が節約できるみたいだね。