山海嘉之が挑む、介護でロボットスーツ「HAL」実用化

我ら“クレイジーエンジニア”主義　vol.7 人体密着型ロボットスーツ『HAL』実用化へ研究者・山海嘉之のビジネスビジョン

	常識破り、型破りの発想をもったクレイジーエンジニアを紹介する第７回。世界で初めてロボットスーツを開発、介護・福祉分野にいち早く実用ロボットを送り込もうとしている大学発ベンチャー、サイバーダインの設立者、山海嘉之氏。新テクノロジー「サイバニクス」の第一人者だ。（取材・文／上阪徹　総研スタッフ／宮みゆき　撮影／栗原克己)　作成日：06.02.08

筑波大学大学院教授　システム情報工学研究科
工学博士
サイバーダイン設立者　山海嘉之氏

　例えば、車椅子生活を余儀なくされている人の歩行をサポートする。筋肉が衰えた高齢者も重たい荷物を軽々と持てるようになる……。人間の身体機能を拡張、増幅、強化するロボットスーツという新しい発想で生まれたロボットが『HAL（ハル）』だ。人間の筋肉は脳から運動ニューロンを介して伝達される神経信号によって収縮する。HALは、この微弱な生体電位信号を皮膚表面で検出、処理する随意的制御を行う。皮膚表面にセンサを貼り付け、動きたいと思うだけで、人間の思いどおりに動作するのだ。筋肉の衰えや脊髄損傷などによって身体の機能不全を来した装着者の動作を支援したり、リハビリに役立てるロボットである。
　既に量産化の手前まで到達しているこのロボットスーツを考案、実用に不可欠な数々の要素技術を開拓したのが山海氏だ。

　　ロボットの研究者になりたいと思ったのは、９歳のときでした。風邪で寝込んでいたら、母が何冊か本を買ってきてくれましてね。そのうちの一冊が、アイザック・アシモフの『私はロボット』でした。この本をきっかけにロボットに興味をもつんです。ちょうどテレビで『サイボーグ009』が始まって、サイボーグにも興味をもつようになりました。

　そんなこともあって、小学校４年生くらいで、もう電子工学を始めていましたね。最初は真空管から、やがてトランジスタ、ICと推移していきます。オモチャは買ってもらえませんでしたが、実験道具は学校の理科室並みにありました。レーザーへの関心から、ルビーの主成分を知って原材料から生成を試みたり。近所の岡山城のお堀でウシガエルを捕まえて、筋肉の収縮特性を調べてみたり。どのくらいの周波数でどのくらいの振幅を与えるとどうなるかを表にしたりしてね。縁日ですくった金魚をドライアイスで凍らせて、ストップウォッチとルーペで観察しながら、蘇生の実験をしたりもしました。ロケットの燃焼に興味をもって、親につきそってもらい、試薬を購入して火薬を作ってみたり。

　とにかく何か不思議に思うと、知りたくてしょうがなかった。でも振り返ってみると、実はあれから今に至るまで、やっていることはあまり変わっていないような気がするんです。自分に興味のあることや、自分が心に思い描いた未来像に対して何だかゴソゴソやっている。それが、僕のこれまでなんですね。

　そういう人間ですから、大学に入ると、もう天国みたいなもの。だって、専門家があちこちに普通に歩いているわけです。ゾウリムシやら細胞膜やらを何十年も研究してきたマニアックな人がゴロゴロ。いろんなことを知りたい僕は当然、聞きに行く。すると、みんな忙しいのにどんどん話してくれる。中には、「その程度でわかったと思っているのか」と説教までしてくれる人もいたりして（笑）。

　それはもう楽しかったですね。中学のときに読んだ本に、科学者になるには、まずは博士になれと書かれていまして。当たり前のように大学院に進んだんですが、実は僕は工学博士になって大学院を出たときには、所属していた学会のほとんどから脱会したんです。

　そもそも僕は高等教育において必要なのは、学ぶ力だけだと思っています。「学ぶ力」さえあれば、やりたい分野について勝手に自分で知識をつけたり、開拓したりする。つまり、大事なのは学ぶ力を身につけることであって、○○学科出身とか、専門は何？ということではないんです。だいたい新しい分野を開拓しようとするのに、専門という意味は特にないでしょう。僕自身、何が専門かだなんて考えたことはない。今やってることが専門です。コンピュータが出始めた時代、コンピュータの分野なんてなかったはず。実際、土木や金属など、いろんな人たちが新分野に挑んでいったんです。

　特に開拓分野の人は、常に知識を捨てながら、新しい知識を得たり、創り出したりして生きていくことになるのです。真空管だって、トランジスタになり、ICになった。コンピュータの言語だって、移り変わりがあったでしょう。逆に言えば、前に得たものを捨てることで、次のステップに行けるんです。所属学会を辞めたのは、僕にとっては「よし、次に行こう」という合図でした。

　そして、これから何をやるかのグランド・ビジョンをつくりました。サイバニクスであり、ロボットスーツです。サイバニクスというのは、脳、神経科学、行動科学、ロボット工学、心理学、IT技術、生理学など、さまざまな分野を融合させた新しいテクノロジーです。これまでの研究過程で何が重要だったかといえば、実はこうしたビジョンづくりでした。

　ちょうどこのころ、学内プロジェクトで特別研究が検討されていまして……。偉い先生方が、どんな特別研究をプロジェクトで組もうかと練っていると聞いて、呼ばれてもいないのにゴソゴソと入っていきまして（笑）。先生に話を聞きに行くのは得意ですから。偉い先生方が頭を悩ませていたのは、言葉でした。名は体を表す、ではないですが、新しい分野の開拓をイメージする言葉って、なかなか出てこないものなんです。そこで、僕はそこまで温めていたサイバニクス（Cvbernics）を提案した。

　実際には、プロジェクトの内容は、イメージとちょっと違ったんですが、大事なのは方向性（笑）。ディテールにこだわりすぎたら、前に進めないですから。それで大学で、サイバニクスという名前がキーワードの一つになったのです。そしてプロジェクトが終わった後も計画を推進し、91年にラボをつくって本格的な開拓が始まるんです。

　新分野への周りの反応ですか？　僕は人の声はあまり気にならないんですよね。というか、聞きたいものに対しては耳が機能するんですけど、聞きたくないものは聞こえてこない（笑）。もちろん後になって、いろんな声があったことは聞きました。あたたかく見守ってくださっていた先生が、「実は当時はひやひやして見ていました」、なんておっしゃって。何をやろうとしているのか、よくわからなかったらしいですね。

　山海氏をロボットの世界に招き入れることになったのが、アシモフの『私はロボット』。小学校のときに最初に読んだ本は多少、難解だったというが、翌年、子ども向けのバージョンが発売され、理解を深めたという。今では世界中に翻訳されて、さまざまな国で販売されている。そこで、海外に出張するたび、その国で翻訳された『私はロボット』を購入してくるのだそうだ。

　ロボットスーツ『HAL』は人体装着型のロボット。バッテリー駆動で、立ち上がる、座る、歩く、階段を昇降するなどの日常動作を支援する。レッグプレスで100kgが限界だった人が180kgまで上げられたり、40kgの重さの荷物でも数kgの感覚で持ち続けられたりする。重さは全身一体型で24kgあるが、重さはHAL自身が支える構造になっているため、装着者の負担にはならない。麻痺などで生体信号が計測できない場合は、HALそのものがロボット的に動作する自律的制御を適用。山海研究室が開発したロボットの動作生成論によって人間の運動パターンを学習し、それを適用することで、装着者をサポートできるという。医療・福祉・介護分野、重作業支援、災害レスキューなど幅広い分野での適用が期待されている。

　生体電位信号なども活用されているHALは、従来のメカトロニクスだけの発想では生まれ得なかった。サイバニクスという人間、機械、情報系を融合複合し、文系理系を問わずに総動員した新領域が可能にした。仕組みとしての大きなポイントは２点。ひとつは、生体信号から人間の意思を先取りするため、人間がどの程度の力を出そうとしているのかも検出し、逆に人間の動きより少し早く動くこと。予測的に動くことだ。もうひとつは、自律性。HALは筋電位にただ盲目的に従うものではないこと。実は実験の段階で思ってもみないことが起きた。それは機械が手伝ってくれると、人間のほうが気を抜いてしまうのだ。そのため、途中で意思をなくした人の場合でも、例えば最初の「立ち上がりたい」という気持ちを尊重して立つことができるよう、自律的に判断するように改良された。

　山海氏を中心とした大学の研究チームが、ロボットスーツ『HAL』の1号機を学会発表したのは、98年。その画期的なコンセプトに驚き、真っ先に飛びついたのは欧米のメディアだった。ドイツやカナダ、AP通信が報じたニュースが全世界を駆けめぐると、それを見た日本のメディアが飛びついた。
　その後、数年にわたり、新聞、テレビ、雑誌、そしてWebと、取材が殺到することになった。その間、『HAL』には改良がさまざまに加えられ、１号機から見れば驚くほど洗練されたものになっていく。昨年には、５号機が「愛・地球博」に登場。きゃしゃな青年が女性を軽々と持ち上げるシーンは、多くの人々の度肝を抜いた。
　もちろん、企業からの共同研究の申し込みも多数寄せられたが、結局、山海氏は大学発ベンチャーの道を選択する。技術はその成果を最も必要とする人々に使ってもらうべきだ、社会や人間の役に立つべきものだという、理想にこだわった結果だった。

　　ロボットスーツは、サイバニクスのひとつの研究成果です。では、なぜロボットスーツだったのか。人間というものは、進化をやめた種族なんです。テクノロジーによって環境を変えることで、自分たちの進化をやめてしまった。生き物としては非常にまれな存在です。本来、自然界のなかで淘汰されてしまいそうな流れがあっても、それをテクノロジーが支えてきたわけです。例えば飛行機やトンネルなどの社会システムも重要ですが、一方で人間個体の機能そのものを強化したり、増幅したり、拡張したりする。そんなテクノロジーの流れが必要だと考えたんですね。それがサイバニクスを作る大きな目標になりました。

　では、どう強化、増幅、拡張するか。『サイボーグ009』のように、テクノロジーを体に埋め込むこともひとつの方法かもしれない。でも、人間の生体というのは面白くて、皮膚に触れるまでは受け入れてくれるのに、ひとたび体に入ろうとすると生体防御システムが拒否し始めるんですね。だからまずは密着型を考えた。それがロボットスーツだった。

　研究のビジョンをつくるのが最も大変だったと言いましたが、あくまで実用を考えていたからです。それは実現可能か。実際の社会で本当に使えるか。どんな使われ方をするか。製造できる組織はあるか……。研究者は、製品が世に出ることをイメージし、多少なりともビジネスプランを練ってから基礎研究をするべきだと、僕は叫びたいですね。

　世界でもそうですが、手段のためには目的を選ばない研究者が多すぎる。自分ができる手法を使って、自分ができることをやって、これは何かに使えませんか、とやる。たまたま用途が見つかることもあるかもしれませんが、本当にそれでいいのか、僕は疑問です。目的のためには、手段を選ばないのが基本（あくまで研究手法の話ですが）。まずは目的が先にあるべきです。

　　一方で研究を引っ張るリーダーは、常にメンバーにワクワク感を与え続けなければなりません。例えば『HAL』に関わる基礎研究は、92年から開発を始めていましたが、98年の学会発表まで、研究内容をすべて隠蔽して開発を進めていました。理由はふたつあります。ひとつは、ちゃんと時間をかけて基礎研究を行いたかったということ。

　もうひとつは、学生をはじめとしたメンバーのことを考えてのことです。メンバーがちゃんと成長できる環境をつくる責任が私にはあります。じっくり開発に取り組めることもそうですが、モチベーションを高めることもそう。まだ誰にも明かされていない、世界にも開発者がいない研究なんです。それをメンバーは担っている。これは楽しいし、ワクワクしますよ。特に地道な基礎研究の頃は、このワクワク感を残しておいてやりたかった。早く成果を世に出しましょう、というメンバーもいました。でも、一度発表したら、みんな今の何倍ものスピードで走り続けなければいけないよ、しっかりとした成果をまずつくろう、と言い続けていました。

　実際、発表後はそのとおりになりましたから。みんなヘトヘトだと思います。昨年を考えても、デモは100回を超えている。プレッシャーもかかりますが、とにかくどんどん時間が消えていくんです。それこそ土日もない。彼らには論文を書く時間も必要ですから、今は大規模なデモなどは、半分以上ご遠慮いただいている状況が続いています。

　たしかに忙しいですが、僕はそんなにクレイジーじゃないと思っているんですけどね（笑）。睡眠時間は短いですが。今日も朝６時に寝て、仮眠を取ってすぐに来ましたが、ラボではよくあること。みんなはこれをカミングスーンと呼んでいます（笑）。そういえば、ここ10年で自宅の布団で寝たのは10数回しかないかな。ほとんど床か、ソファー。何のために家があるのか、よくわからないなぁ（笑）。あと、研究となると時間を忘れてしまうことは多々あります。40分のつもりが、２時間経っていた、とか（笑）。

　人間が大きな力を出すとき、２つのパターンがありますよね。追い込まれてギリギリで出る力。そして好きで好きでたまらなくて出る力です。どうせ力を出すなら、後者でしょう。なぜなら、やってもやっても疲れないから。だから好きなこと、やりたいことがあるなら、絶対にチャレンジすべきだと思います。会社の仕事が終わってからでもいいと思うんですよ。朝３時まで仕事ができると思ったら、相当な時間がある。でも、本当にやりたいことがはっきりしているなら、僕は即行で転職すべきだと思う。世の中、先行きは誰にもわかりません。だからこそ、好きな気持ちを大事にすべき。それはきっと結果につながる。果実にもつながると思う。

　人にはある種の思い切りのよさが必要なんです。僕は今、未来の社会や人類に思いをはせて生きています。でも、もし次に生まれるなら、誰かひとりの人のためだけに生きる人生も送ってみたい。ただ、それは次の人生にお預けしています。一度、走り始めたらガンガン走り込むのがいい。だから、今の人生を走るんです。とにかく一途に走り込むことが、大事なんです。

　装着型ロボットという革新的なコンセプトに、大手電機メーカーなどからも共同研究の申し込みがあったという。しかし、事業化の目的のズレがどうしても受け入れられなかった。具体的な事業計画をなかなか提案しない企業には、資金は出すが見返りとして技術を吸収したいだけだと感じた。また、協業の目的を儲かることだ、と言った企業もあったらしい。

　山海氏は、研究開発だけ担当して、販売やアフターは企業任せという従来の産学連携のスタイルに疑問を感じていたという。ロボットスーツのような新しい領域の製品を発展させていくには、エンドユーザーの生の声が研究開発に欠かせない。これが、サイバーダイン設立という大学発ロボットベンチャーとしての挑戦につながっていった。2005年11月には、サイバーダインはThe 2005 World Technology Award（IT-Hardware部門）を受賞している。

　HAL開発のユニークさは、こんなところにもある。実は奇数号は教授が開発を指揮し、偶数号は大学院生を中心に進めているのだ。２号機が開発される前に３号機が開発されてしまったり、ということもあるそうだが、山海氏は学生にこうはっぱをかけるという。早くオレを超えろ。オレごときに負けるようじゃだらしないぞ、と。「自分自身も、学生より先を行くんだという欲求を生んでくれる仕組みなんですよ（笑）」。また、全員が同じ方向の夢を追いかけていたとしても、あまりに遠すぎる大きなビジョンは、メンバーの活力にはつながりにくいと山海氏。「もう少し手を伸ばせば…、というところに、ワクワクがあり、日々のアドレナリンが飛び出すんです」。このあたり、メンバーのマネジメントもうまいのだ。「僕自身も人工心臓などの研究もしていますが、手始めにロボットスーツを選んだのはそのためなんですよ」。

山海嘉之（さんかい・よしゆき）

筑波大学大学院教授
サイバーダイン設立者

1958年、岡山県生まれ。87年、筑波大学大学院工学研究科修了。工学博士。ロボット開発を行うには、工学だけでなく、人間の生身について知る必要があると、医学博士も取得することを真剣に考えたという。しかし博士号取得までには約10年はかかる。「40歳近くなってから、やりたい研究をやるのか」という恩師らの助言で断念した。しかし、後にサイバニクスでさまざまな分野の医学研究者と連携、むしろ自分で医学の専門を持たなかったことが画期的な連携につながったと語る。日本学術振興会特別研究員、筑波大学助教授、米国ベイラー医科大学客員教授を経て、筑波大学機能工学系教授。日本ロボット学会会員。国際人工臓器学会、米国人工臓器学会、国際連続流人工心臓学会などのAWARD賞を受賞している。日本血栓検出と治療学会会長。2004年６月、サイバーダイン設立。
http://www.cyberdyne.jp/

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宮みゆき(総研スタッフ)からのメッセージ

実は以前にも一度取材で、山海教授の研究室をお訪ねしたことがあります。愛知万博で話題になった「ロボットスーツ」の取材だったのですが、そのときからクレイジーエンジニア企画が決まったら、山海教授のお話をもう一度聞かせていただこうと狙っていました（笑）。学生と競争しながら開発してみたり、ベンチャーの経営も任せてみたりとか、会社にこんな上司がいたら、さぞエンジニアパラダイスな職場なんじゃないかと思います。ロボットスーツが早く量産化に成功し、福祉や介護に役立つ社会がくることも楽しみです。私の老後生活までにはぜひ……。