水中ロボットのアームは、私たちの腕のように想像してみてください。ただし、それはより頑丈で、様々な「手」を交換して異なる作業を行うことができます。基本的に、以下のいくつかの主要な能力が必要です。
第一に、最も基本的で重要なのは、物を**「把持する」**能力です。私たちの手のように、開閉し、水中の物を掴み、持ち上げ、そして置くことができます。この「手」は普通のものではなく、任務に応じて、シンプルな2本指グリッパーから、より複雑な5本指多関節ハンド、さらにはロープを回収するためのフックやネットに交換することも可能です。
第二に、**「柔軟に動く」**能力が必要です。掴むことだけができても、目的の場所に届かなければ意味がありません。そのため、アームには私たちの肩、肘、手首のような関節が必要です。関節が多ければ多いほど、より柔軟になり、様々な隅々まで届いて作業を行うことができます。専門用語ではこれを「自由度」と呼び、自由度が高いほど、より多様な姿勢を取り、複雑な操作を完了できます。
第三に、**「感覚」と「目」**が必要です。水中での作業では、オペレーターは船上や陸上から遠く離れており、はっきりと見たり触れたりすることはできません。そのため、アームには通常カメラが搭載されており、これがその「目」となって、オペレーターが現場の状況をリアルタイムで確認できるようにします。同時に、力覚フィードバック機能、つまり「触覚」も必要です。これにより、オペレーターは物を掴む際にどれくらいの力を使ったかを感じることができ、石を掴んだのか、卵を潰してしまったのかを判断し、過度な力で物を損傷するのを防ぎます。
第四に、非常に重要な点として、**「工具を交換して様々な作業を行う」**能力があります。把持するだけでなく、多くの場合、より専門的な作業を行う必要があります。このとき、アームの先端の「手」は様々な専用工具に交換できます。例えば：
- カッター：水中のロープ、ワイヤー、またはパイプを切断するために使用します。
- クリーニングブラシ：船体、パイプ、または海洋プラットフォームの脚に付着した海洋生物を除去します。
- サンプラー：例えば、小さなシャベルで海底の泥を採取したり、ドリルで岩石サンプルを採取したりします。
- ネジ締め工具：水中での機器の設置や取り外し時に、ボルトを締めたり緩めたりするために使用します。
したがって、全体として、優れた水中ロボットアームシステムとは、把持、運動、感知、そして多機能ツールを兼ね備えた「水中におけるスイスアーミーナイフ」であり、ロボットが私たちが行けない深海で、ダイバーのように様々な複雑な作業をこなせるようにするものです。