空気圧サーボ制御を用いたロボット駆動には、以下のようなメリットとデメリットが挙げられます。

従来のロボットは、ギアボックスを搭載した電動駆動がその大半を占めています。ロボットの駆動に空気圧アクチュエータが用いられない理由は、構成要素が多く、また非線形性を有しその制御が複雑になるからです。
また、人との接触がない高速かつ精密な作業には、電動駆動による高剛性なロボットが適しています。

しかし、世界的な高齢化や人手不足に有効な、人との協働作業ロボットでは、安全性の観点から柔らかさを有するソフトロボットが求められます。
昨今、世界的にソフトロボットの研究開発が盛んになっています。その駆動に空気圧はとても適しています。
手術ロボットでは、患者に直接触れる、また助手の医師との協働が必要なことから、空気圧駆動の利点が発揮できます。そのため、リバーフィールドでは、積極的に空気圧制御の手術支援ロボットの開発を進めています。

またリバーフィールドでは、医療領域で培った知見や研究を活かし、空気圧制御のメリットを活かした他分野のロボット開発も視野に入れています。
人との至近距離での協働作業や様々な動作補助が可能な点は、非常に大きな可能性を秘めていると考えています。

空気圧駆動のロボットは、上述したように、軽量、柔らかさがあり、直接駆動による外力検知が可能ですが、高剛性の実現と高速での精密駆動はやや苦手です。
一方で、電動駆動は一般に出力が小さいことから、ギアを介した力の増幅が必要です。そのため外力を検知するには別途力センサが必要なりますが、高剛性で高速な精密動作には適しています。このように両者の特徴は真逆と言えます。

アームの根元に近い各関節は、高剛性で高速な動作を実現したいことから電動駆動を、先端のロボット鉗子などは軽量で柔らかく、また外力検知機能を実装するために空気圧駆動を採用し、それぞれのメリットを活かしつつデメリットを最小限に抑える、空気と電気のハイブリッド構造となっています。
従来の電動駆動ロボットアームと比較して、軽量スリム化を実現し、かつ先端での外力を推定する機能を実現しています。

このときの空気圧シリンダ変位と圧力の変化量を測定し、ロボットの機構や姿勢を考慮した演算処理を行い、ロボットの手先に加わった外力を推定します。

リバーフィールドの「空気圧サーボシステム」は、【握る力＝把持力】【掴む力＝接触力】【引っ張る力＝牽引力】といった精密な手術手技に必要不可欠な力覚を推定することができます。

さらに、内視鏡画像、ロボットの動作、臓器の把持力や接触力といった手術データや操作ログを記録し、それらを蓄積・分析・機械学習することで、来たるべき「Surgery 4.0」への対応や更なる技術開発に役立てることができます。

これは力覚フィードバックが搭載されていない従来の支援ロボットにはない、リバーフィールド製品の大きな特徴とメリットの一つと言えます。

力覚を直接フィードバックさせられるメリットとしては以下のようなことが挙げられます。

これらを提示することにより、緻密で繊細な手技を必要とする外科手術において重要な情報が得られます。

力覚フィードバックを得られない従来製品において、熟練の医師は内視鏡からの視覚情報で力覚を推定しているため、その感覚をつかむためには一定の訓練や経験が必要になります。
力覚フィードバックを得ることができれば、経験や勘といった不確定要素に依存することなく、医師の暗黙知の見える化が可能となります。

リバーフィールドは、大学からの研究成果として遠隔制御技術を有しています。
また、遠隔操作において力の情報が得られることは、的確な操作の助けになることが期待できます。

リバーフィールドの手術支援ロボットを利用して、操作インターフェースとアームを含む本体をネットワークで接続し、高速回線によって通信を行うことでほぼ遅延のない施術を行う研究を進めています。
これにより、執刀医と患者様が同じ施設にいない場合でも施術を行うことが可能になります。

遠隔手術はまだ法整備などの課題がありますが、そう遠くない将来、多くの医療機関で遠隔手術が導入されるでしょう。
距離や移動時間の制約をなくし、地域格差や外科医偏在の問題解決に貢献することが期待されています。