マニピュレーターとは、物体を移動させたり、所定の位置に配置したりするロボット装置のことです。アームとハンドが一体となったもので、ロボットの中で実際に作業を行う部分です。産業用マニピュレーターは、溶接、塗装、ピックアンドプレースなどの作業を行います。研究用マニピュレーターは、壊れやすい物体を扱ったり、複雑な部品を組み立てたり、水中探査を行ったりします。

この言葉はラテン語のmanus（手）に由来する。マニピュレーターは人間の手の届く範囲と力を拡張する装置である。原子炉内部、海底、無菌の手術野など、人間にとって危険すぎる、あるいは狭すぎる環境でも作業が可能である。その設計は多岐にわたる。ガントリーマニピュレーターは頭上のレール上を移動する。モバイルマニピュレーターはアームと車輪付きのベースを組み合わせたものである。

マニピュレータの構成要素

• ベース：マニピュレーターを表面または車両に取り付けるための部品。
• リンク：関節間の剛性のあるセグメント。
• 関節：回転軸または直動軸。
• エンドエフェクタ：先端にある工具またはグリッパー。
• アクチュエータとセンサ：モーター、エンコーダ、力センサ。

マニピュレータの能力は、リーチ、ペイロード、速度、精度によって決まります。大型の産業用マニピュレータは500キログラムを持ち上げるかもしれませんが、動きは遅いかもしれません。外科用マニピュレータは数グラムしか持ち上げられないかもしれませんが、ミクロン単位の精度で動きます。制御システムは関節を協調させて滑らかな動きを実現します。逆運動学は、目的の手の位置を関節角度に変換します。力制御により、マニピュレータは特定の力で押したり引いたりすることができます。マニピュレータはほとんどのロボットの中で最も目立つ部分です。それは世界に触れる部分です。