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研究と社会

指先で立ち、芝生も砂利も這って進む。ETH Zurichが市販の20自由度ハンドWujiに歩き方を学ばせた

ETH Zurich の Soft Robotics Lab が、中国 Wuji Technology の市販ハンドに電池と小型コンピュータを背負わせ、5本の指で歩く制御を強化学習で身につけさせた。芝生や砂利など14種類の路面を這い、転んでも25回中21回は自力で起き上がる。腕の届かない狭い場所へハンドだけを送り込む使い方を見据えた研究だ。同じメーカーの新型ハンドは、日本でも正規代理店を通じて買えるようになった。

HuRoC 編集部
編集部 · HuRoC
5分

腕の先から外れたハンドが、5本の指を脚にしてテーブルの上を歩いていく。映画『アダムス・ファミリー』の「ハンド」（原語では Thing）を思わせる光景を、スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETH Zurich）の研究者が市販のロボットハンドで動かしてみせた。

ETH Zurich の Soft Robotics Lab の Amirhossein Kazemipour、Hehui Zheng、Robert Katzschmann の3氏は2026年9月15日、論文「Fingers as Legs: Learning Self-Supported Locomotion and Manipulation with an Anthropomorphic Hand」を arXiv で公開した。査読前のプレプリントだ。題材は中国 Wuji Technology の5本指ハンドで、指の設計にも内蔵の位置制御器にも手を加えず、強化学習で「指で歩く」技能を身につけさせた。

指先で自分の体を支えて立つWujiのロボットハンド。手の甲側に電池と小型コンピュータを載せている（ETH Zurich Soft Robotics Lab）

腕が入れない場所へ、ハンドだけを送る

論文の序論が描く使い方はこうだ。大きなロボットが狭い開口部の近くにハンドを置き、ハンドは自分で歩いてスイッチや物に近づき、操作を済ませて戻る。腕は狭い場所の奥までついていけない。指を脚に使えば、車輪や別の脚も要らない。

難しいのは、同じ指が「歩く」「体重を支える」「物に触る」を兼ねることだ。1本を持ち上げて踏み出したりキーを押したりする間も、残りの指で全体を支え続けなければならない。人の手の形では親指が向かい合い、指の長さもそろわないため、四足ロボットの学習でよく使う左右対称の前提が使えない。

研究チームは、Wuji Technology の市販の右手（4関節×5指＝20関節）の手の甲側に、電池、姿勢を測る IMU、Raspberry Pi Zero 2 W を収めた80gのモジュールを付けた。ハンド本体の738gと合わせて818gになる。学習は NVIDIA の Isaac Lab で行い、関節の硬さや指先の摩擦（0.88）、約19ミリ秒の遅れを実機で測ってシミュレータに反映した。

報酬は、指先ごとに「落ち着いた立ち姿勢での定位置」を決め、そこから離れるほど仮想のばねが引き戻すような罰を与える形にした。前後方向のばねは横や上下の4分の1の強さにして踏み出しやすくし、どの指をいつ動かすかは方策（ポリシー）に任せる。シミュレーションでは、四足ロボット ANYmal 用の報酬を調整したものより平均で秒速0.65cm速く、12通りの学習のうち10通りで上回った。

14種類の路面、起き上がり、キーボード

ハンドはゲームパッドの指示で、カーペット、金属グレーチング、芝生、砂利など屋内外14種類の路面をケーブルなしで這った。様子はプロジェクトページと公式動画で見られる。

砂利の上を指で這い進むロボットハンド（ETH Zurich Soft Robotics Lab）

測定した結果は次のとおり。

  • 移動: 1.3m のマット上の操舵実験で、21本の軌跡の平均速度は秒速9.3cm。IMU で向きを補正すると、±15度と右30度の方向転換をこなした
  • 起き上がり: 指を丸めて倒れた状態から、専用の方策で25回中21回（84%）立ち直った。失敗した4回は指どうしが引っかかった
  • キーボード: 体を支えたまま、人の指示どおりに矢印キーを押し分けた。32回の指示のうち29回が正解で、反応の中央値は0.25秒。倉庫番パズル「Sokoban」の9手と12手の最短解も、人の指示どおりキー入力で解いた
  • 物を押す: 天井カメラの映像を頼りに、一辺40mm・41.4gの立方体を10〜40cm先の目標まで押した。15回の平均誤差は17mm

数字の条件と、残っている課題

14種類の路面は論文自身が「定性的なデモ」と位置づけ、路面ごとの速度や成功率は示していない。操舵指示がないと右へ毎秒約6度ずれ、左旋回は指示を強めても頭打ちになる。ずれを打ち消す補正が左旋回の指示を上限の外へ押し出し、左30度の方向転換は目標に届かなかった。

キーボードは評価前に人が試し押しで位置を合わせ、ずれたら合わせ直す。3回の失敗はすべて上矢印の指示で隣の右 Shift キーを押したもので、押す位置のずれと見られる。移動・起き上がり・キー押し・物押しはそれぞれ別の方策だ。著者らは方向転換の幅の拡大、カメラ映像による位置合わせの自動化、搭載センサーでの追跡を次の課題に挙げる。電池での稼働時間は論文に書かれていない。

先例もある。ドイツ航空宇宙センター（DLR）は2008年、ハンド「DLR-Hand II」の指モジュール6本を六脚ロボットの脚に転用した。スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）の Aude Billard 氏らは2026年1月、最大6本の指を付けられ、腕から外れて這うハンドを Nature Communications に発表した（EPFLの発表）。表裏を入れ替えられる左右対称の専用設計だ。日本では東京大学先端科学技術研究センターの稲見昌彦氏らが、人型ロボットから外れて歩く手の形のアバター「Handoid」を SIGGRAPH 2025 で発表している。ETH の研究は、指の長さがそろわない市販の人型ハンドをそのまま使った点に重心がある。

同じメーカーのハンドが日本でも手に入る

論文が参照するのは初代 Wuji Hand の製品資料（現在はアーカイブ扱い）で、自由度は各指4つの計20、指先の力は15N、関節は自己ロック式の直接駆動とある。論文も「関節はバックドライブできない（外から押しても回らない）」と書く。

日本では、東京都港区の HumansX が Wuji Technology の日本正規代理店として、新型「Wuji Hand 2」とデータグローブ「Wuji Glove」の取り扱い開始を9月26日に自社サイトで告知し、10月6日に日本での販売開始を発表した。製品ページによると、Hand 2 も20自由度の直接駆動だが関節はバックドライブ可能で、指先に多軸の力・トルクセンサーを備える。指先のピーク力は12N以上、約180×80×40mm・約800g。価格は問い合わせ制だ。

Wuji Hand 2 の正面（HumansX 製品ページより）

参照資料とバックドライブの記述からみて、ETH が使ったのは初代で、Hand 2 とは関節の性質が違う。Hand 2 で同じ方策がそのまま動くとは限らず、学習コードも未公開だ。再現には、論文の報酬設計とシミュレータの較正手順を手がかりに組み直すことになる。

HuRoC の視点

20自由度のハンドは、いまや日本でも代理店経由で問い合わせられる（指の数と自由度の決め方は、Boston Dynamics が Atlas の新ハンドを4本指・13自由度にした経緯でも扱った）。ETH の3人は指と制御器には手を加えず、手の甲のモジュールと学習の工夫だけで、「つかむ道具」に「歩く」という仕事を足した。道具の使いこなし方の側から新しい役割を引き出す順番がおもしろい。

論文が描くのは、人の腕もロボットの腕も入りにくい場所でスイッチを押し、物を動かす使い方だ。そうした場所の多くは人の手で操作する前提で作られており、人の手の形をした道具が自分で歩いて行けるなら、設備を作り替えずに済む場面もありうる。キーの位置合わせが自動になり、ハンド自身の目で物を追えるようになれば、狭くて人の手のために作られた町工場の制御盤も、試す現場の候補に入ってくる。

出典