川を浄化！魚型エコロボット開発の藤本英雄

我ら“クレイジーエンジニア”主義　vol.17　魚型浄化ロボットから伝統技能の解明まで、100のテーマに挑む触覚の権威・藤本英雄

	触覚研究など次世代の“ネオロボティクス”で世界に知られるロボット博士であり、国内では川を浄化するユニークな「魚型エコロボット」の開発がマスコミにも注目された藤本英雄氏。15人の研究スタッフと総勢100人、100以上のテーマが走るという巨大研究室を率いる藤本氏の仕事観とは。（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：06.12.13

名古屋工業大学大学院教授
藤本英雄氏

　今や世界を代表するグローバル企業となったトヨタ自動車は、産学連携の一環として、世界に一研究室だけ、寄付附講座を持つ。かつては東京大学の研究室だったこともあり、アメリカの大学だったこともある。現在、この寄付講座が置かれているのが、名古屋工業大学、藤本氏の研究室だ。専門はロボット工学。なかでも、触覚技術研究では世界的な権威として知られる。日本の自動車製造では、ボディのミクロン単位の凸凹を触るだけで感知するカリスマ職人が存在するが、その微妙な感知のメカニズムを解明、世界を驚かせた。ほかにもモノづくりとバーチャルリアリティを融合させたバーチャル・ファクトリーなど、次世代の“ネオロボティクス”で数多くの実績を挙げ、内外から高い評価を得てきた人物だ。だが、彼を一躍、有名にしたのは、実は名古屋を流れる堀川を浄化する魚型ロボットの開発、さらにはエコロボットコンテストの開催だった。

　私たちの研究室は、ロボット系でいろんな研究に取り組んでいますが、やろうとしているのは、工学を機軸として、社会連携と学問分野とを横断するプロジェクトなんです。トヨタ自動車をはじめとした産業界との連携はもちろんですし、堀川に関していえば、堀川を浄化したいという市民団体、堀川ライオンズクラブとの連携で環境問題に取り組むというプロジェクトでした。

　これまで大学が市民団体と連携するという取り組みは、ほとんどなかったのではないかと思います。でも、私がこのプロジェクトをやるべきだと思ったのは、そこにたくさんの意味があったから。例えば、環境問題というのは、地道な日常の活動が必要な分野。一方で、ロボットは、学生にも子どもたちにも人気のある、ある意味で派手な分野。この２つを組み合わせることで、たくさんの人にロボットはもちろん、環境問題にも興味をもってもらえると思ったわけです。

　魚型ロボットという、変わったものを作ったのは、より強く興味をもってもらうためでした。そのほうが、みんな関心をもつでしょう。実際、魚型ロボットは、もっともっと小さなものにできるのに、あえて大きなものにしました。しかも必要もないのに、外側をスケルトンにしたりした。これは宣伝の意味もあったんです。技術を誇示するかのように小さな魚型ロボットを作っても、実際に川で浄化しているシーンが見られなかったら面白くないでしょう。

　また、「堀川エコロボットコンテスト」を開催したのは、環境問題の地味な活動をイベントによって補完できると考えたから。小・中学生から企業まで、たくさんの応募がありました。そして魚型ロボットも、コンテストも、予想していたとおりマスコミが興味をもってくれた。コンテストには、まさに全マスコミが来ましたからね。結果的に、ロボット技術も、環境問題も、たくさんの人に知ってもらうことができた。そもそも技術というのは、社会とつながってこそ、意味があるもの。それを決して忘れてはならないと思います。

　もちろん、こうした社会との連携は、技術面でも得るものがあります。魚型ロボットは、水に触れるわけですが、水はメカには天敵なんです。ひとつの方法は、完全に防水してシールドしてしまうことですが、ここでの目的は、浄化であり、水質の測定。となれば、水を吸い込まなければいけない。天敵である水と、どう付き合っていくかという、大きな課題をクリアしないといけなくなります。

　また、従来のロボットは機械系や情報系の人たちが中心になって作ってきました。しかし、環境分野、浄化や汚染度の把握となると、化学や材料といった、ロボット開発では普段会わないような人たちと連携することになります。ロボットを作っていなかった人たちの技術を、ロボットに取り入れていく。これは工学の中で、新しいロボットの展開のひとつになっていきます。実際、化学や材料の若い人たちとの連携は、非常に面白いものでした。彼らもきっと、新しい機軸を見つけることができたのではないかと思うんです。

　また、通常のロボットコンテストというのは、決められた条件の中で、決められた競技を行ったりするのがほとんどでした。しかし、考えてみてください。実際の社会では、決められた条件のもとだけでロボットが行動するというのは、あまり現実的なことではないんです。果たしてそれが、社会に存在するという意味で、優れたロボットを選別する方法として適切なのかどうか。

　私たちのコンテストでは、堀川という川全体が会場でした。環境にいいロボットをどの場所を使って動かしてもいいんです。それを、審査員が見に行く。おそらく、こんなロボットコンテストは、世界で初めてだったのではないかと思います。でも、日常の活動をしているところを審査するほうが、私は正しいと思います。実際、これまでの２回では、ユニークなアイディアがたくさん出てきました。

　ただ、こういうコンテストは、マンネリ化しますから、既に次のステップを考えるつもりです。今度は、「環境」に「観光」も組み合わせて、東海道五十三次にも出てくる「渡し場」をうまく使えないかと考えています。たくさんの人に興味をもってもらえないと、面白いものにはならないですからね。そこには、アイデアを振り絞らないと。

　新しい発想を吸収する場は、私たちにも刺激になります。研究者や技術者は、技術の中だけで、閉じた世界で動いてしまいがちです。それでは、なかなか新しい夢は生まれない。閉じた世界から出る努力をしてこそ、いろんなところへの展開が開けてくるものだと私は思っています。実は日々のそういう意識から、世界的に注目されるような研究も生まれてくるんです。芸術との連携から生まれた陶芸技能保存伝承や、最先端医療機器のトレーニング機器など医療との連携も、そうやって生まれてきた。

　また、社会との連携という観点では、人間とは何か、という根本的な疑問から画期的な開発のヒントが生まれることもあります。最近、私たちが大いに関心をもち、世界から大きな注目をいただいたものに、「受動歩行ロボット」があります。従来のロボットは、モーターなどのアクチュエーター、つまり動力で動かしてきたわけですが、そういうものをまったく必要としない、画期的なロボットの概念を、北米でロボット飛行機の会社を経営するマクギアー氏が提唱しています。

　世界的なカリスマロボット開発者であり、エネルギーを必要としないロボットという優れた概念ですが、重力のバランスによるその原理は理解できても、実際の技術に落とし込むことは、簡単なことではありません。結果として世界中で、メカはできても数歩しか歩けないのが当たり前という状況が続いていました。しかし、私たちは彼の概念をベースに受動歩行ロボットを作り、長時間の歩行に成功したんです。ビデオがありますが、小型ルームランナーの上で約4000歩、35分、何の動力ももたない半身ロボットが、歩き続けています。これは今も、世界記録となっています。

市民団体との連携から、2003年にプロジェクトが発足したのが、「都市河川対応型エコロボット・プロジェクト」。都市を流れる河川環境をクリーンにする多機能型エコロボットの開発がその目的だった。その一号機として生まれたのが、魚型水質浄化ロボット「ホリちゃん」と、クラゲ型水質測定ロボット「クラちゃん」。その名称も、スケルトンといういでたちも、それぞれ1.6ｍ、80㎝という巨大さも、多くの人に関心をもってもらうための、いわば宣伝機能だったのだという。浄化水タンクに貯水後、おしりからきれいになった水を噴く「ホリちゃん」や、深度を変えて測定ができる「クラちゃん」の活動の様子は、子どもはもちろん大人からも大人気だったそうだ。

宣伝用途も兼ねていた一号機だったが、魚型ロボットの２号機として作られたのは、研究室が本領を発揮した本格的なもの。表面は樹脂でできており、内部に浄化装置が埋め込まれている。ボディの形状も、ヒレもついており、まさに見た目は“魚”。長さは80㎝ほど。これが、クネクネと泳ぎながら、水を浄化していく姿はなかなか圧巻。現在は、パソコンからの指示によって、無線操作を行って動くが、将来的には、自動化させたいという。

アメリカのマクギアー氏が提唱する「受動歩行の概念」を、藤本研究室が具現化させたのが、映像の受動歩行ロボット。実際に動かしてもらうのを見たが、正真正銘、動力は何もない。だが、半身は足をしっかりと地に着けて、歩を進めていくのだ。なんとも不思議な光景だった。ロボット開発者の間では、ヒューマノイドロボットの、次のロボットとして注目を集めている。だが、原理を実用化しても、数歩歩くのが、これまでの世界での“世界標準”だった。ところが、藤本研究室は、35分も歩くロボットを作ってしまったのだ。そもそもは、どうして人間は自然に歩けるのかを解明しようと開発を始めたのだという。こっそり成功のポイントを聞いてみると、「一定の歩幅」にあるそうである。

　実は藤本氏の研究室には、教授、助教授をはじめ研究スタッフが15人もいる。大学院生、大学生を含め、なんと100人を超える規模なのだ。おそらく間違いなく日本で最大の大学の研究室だろう。そして研究テーマは、有に100を超えている。遠く離れた場所からの操作が可能な遠隔型ロボットは、災害ロボットとしてはもちろんのこと、国際間で動きを同期させるような機能も考えているという。ユーザーインターフェースの研究では、触覚の中でも特に温度を使って人に情報を伝えることができないか、といった研究が進められている。医療分野では、生体を使い、あるいは生体とロボットとの組み合わせによって、体内の患部にだけ投薬し、その部位だけを治療するといった最先端のロボティクスが研究されている。メカトロニクスから、脳科学まで、さまざまな分野を融合した、幅広い研究が行われているのだ。こうした環境は、いかにして生まれるに至ったのか。

　私は機械工学科で学びましたが、実は機械の中ではメインストリームじゃないところばかりを歩んできました。最初に興味をもったのは、数理工学。オペレーション・リサーチでした。工学は大きく数理と物理という２つのベースがありますが、機械のメインストリームたる物理系ではなく、数理系から入った。それで制御分野などに取り組んでいましたが、機械の王道とは言えなかったわけです。でも、おかげで機械とは違う分野の人たちと積極的にかかわることになって、新しい分野をどんどん作っていったんです。新しい学会もずいぶん立ち上げて創設者になりました。世界から新しい取り組みをする研究者を集めるシンポジウムなども、積極的に開催しました。

　メインストリームだからと物理系を選ばず、自分が好きなことにこだわろうと考えたのは、子どもの頃の経験が大きいと思っています。私は名古屋でも田舎のほうの生まれでした。小学校で勉強のできる子は、高校受験を目指して、進学校に進学したんですが、私は体が強いほうではなくて。特に乗り物酔いがひどかった。それで、長距離通学ができず、地元の中学に行ったんです。

　おかげで厳しい受験戦争に巻き込まれずにすんだ。勝手なことばかりやって、のびのび育てられたんです。押しつけられがちな序列の意識が植え付けられることもなかった。このときに自由に過ごせたことが、後にもつながったんだと思っています。その後、高校は進学校に行きましたが、既に自由奔放のベースはできていました。以後、変に計算などせず、自分のやりたいように生きようという思いが、私から消えることはありませんでした。

　研究者としての転機になったのは、ひとつはコンピュータが世に出てきたことですね。数理系だったからこそ、コンピュータにはすぐになじむことができたのではないかと思う。そこからCADデザインに入り、コンピュータが進化する中で、バーチャルリアリティの分野とで合うことになった。私はこれとモノづくりとをいち早く組み合わせることで、バーチャル・ファクトリー、デジタル・ファクトリーという概念を生み出したんです。その第一人者として、学会などで名前が知られるようになりました。そして、バーチャルリアリティを五感に広げてはどうか、というところから、触覚のバーチャルリアリティというコンセプトが生まれました。

　もうひとつの転機は、80年代にドイツのアーヘン工科大学、さらにはMITと、海外で経験を積むことができたこと。総勢100人を超える規模での研究室の体制は、ドイツのスタイルなんです。ドイツで最初に驚いたのは、産学連携がものすごく進んでいることでした。帰国後、私は自分で産学連携を進めてみようと思いました。そして、日本を代表する産業、自動車業界と工作機械業界について、20年以上前から連携の模索を始めたんです。これが、今に大きくつながってきたんです。

　一方、MITで学んだのは、知的財産の時代への変化であり、世界中から情報が集まる中で、徹底して独自性を追求する姿勢でした。みんなと同じことをしたがる日本人とは、正反対の姿勢が、そこにはあった。このとき改めて、人がやらないことをやればいいんだと強い確信をもつに至ったことを覚えています。

　日本では大学教員は教える人のイメージが強いですが、アメリカではそうではない。もちろん教育も重要ですが、新しいことを生み出していくという役割も大きい。そしてそこでは、教員も学生も立場は同じなんです。その姿勢でディスカッションするからこそ、多くの創造性あふれたテーマが次々に生まれてくるんです。

　研究者や技術者がもっていなければいけない視点は、大きく２つあると思っています。ひとつは、基礎技術の重要性をしっかり認識することです。残念ですが、日本では基礎的な技術に目を向けない印象がある。基礎技術を学ぶには、忍耐が必要です。派手さもないし、しんどい。しかし、この土台があってこそ、新しいアイディアは生きる。基礎の部分で絶対に手を抜いてはいけない。技術者は、しっかり基礎を勉強してほしいんです。

　そしてもうひとつは、それを心がけたうえで、新しいアイデアを出そうという意識を強くすることです。日本では、この意識がまだまだ弱い。基礎ができてくると、どうしてもセオリーどおりの発想に陥ってしまう。しかし、セオリーでは新しい理論展開はできません。意識して、セオリーを壊そうという思いをもつ必要がある。

　その方法のひとつとして、とりわけ私が勧めているのが、異分野の人たちとの交流です。実際、私たちの研究室でも、本当にさまざまな分野の研究者を迎え入れている。あえてそうしているんです。同じ研究をする人が、２人いても仕方がない。違う分野の人がぶつかるからこそ、面白いアイディアが生まれてくる。たくさんのアイディアが生まれてくる。そういう環境は、個人としても、組織としても意図的に作る必要があると考えています。

　たくさん研究テーマもあるし、どうしてこんなに研究にのめり込めるのか。よく聞かれるんですが、本人でもわからないんです（笑）。一つ間違いなくいえるのは、好きだから、ですね。嫌々やっているわけではないですから。好きじゃないことは、やれないですから。

　もうひとつは、何かテーマが浮かんだとき、すぐにはイメージできませんが、それを少しずつ解明していくのが、非常に楽しいんです。そのプロセス、途中が楽しい。むしろ、ある程度、見通しがついてしまったら、そのあとの最終製品までの動きには実はあまり興味がなくなってしまいます。まったくわからないところから、どうやって段取って前に進んでいくかを考えていくのが楽しいんです。先が読めたら面白くない。先は読めないからこそ、面白いんです。

芸術との連携として発想されたのが、陶芸の研究。工芸と芸術は原点は同じ、と藤本氏は考えている。動きを伴った熟練者の技術がそこにはあり、その技術を後世に継承していくためにも、ＩＴやメカトロを駆使して、研究していくことが必要になる、と。最終的には、職人技を再現する作陶ロボットの開発を目指している。陶芸は、指先のほんのちょっとした動きが形作る芸術。人が陶芸に用いる繊細な技術を、ロボットで再現できないか、という研究だ。研究室内には、研究室のメンバーが、そしてロボットが作りだした“作品”があちこちに置かれていた。

医療や福祉分野との連携による、バーチャル外科手術訓練システムも、大きな注目を浴びている研究。内視鏡や腹腔鏡など、開腹しない手術が増えてきているが、問題は若いドクターなどが手術の技術を磨く場がなかなかないこと。シミュレーターでは、コンピュータのモニターに、硬さや粘りけなど、医療データに基づいて立体的に表示された臓器がある。そして、接続された手術器具を動かすと、画面上の器具も動き、臓器に触ることができる。すると、モニター上の臓器が変形するなど、反力を感じながらインタラクティブに反応がくる仕組み。臓器に触れる際の力の入れ方などが、トレーニングできる画期的な機器だ。

車のボディのミクロン単位の凸凹を見分ける熟練職人の技は、究極の触覚技術ともいえるが、藤本研究室では、伝統技能の継承という意味合いも含めて、そのメカニズムの解明に取り組んできた。そして、ナゾは解けた。秘密は、なんと職人が使う「軍手」にあったのだという。人間は、じかに触ったほうが触覚を高められると考えているが、実は間にモノが介在したほうが、触覚を高められるのだという。軍手をはめることによって、「てこの原理」で手の触覚が拡大されていた、というのだ。触覚を拡大するメカニカルな原理で、この技術を実現できる触覚コンタクトレンズが開発されている。

藤本英雄（ふじもと・ひでお）

名古屋工業大学大学院教授
ものづくりテクノセンター長
医学工学研究所　所長
工学博士

1947年、愛知県生まれ。70年、名古屋大学工学部機械学科卒。82年、名古屋工業大学工学部機械工学科助教授。85年～86年、ドイツアーヘン工科大学、米国MIT在外研究員。93年、名古屋工業大学工学部機械工学科教授。2000年、工作・試験センター長。02年、ものづくりテクノセンター長。04年、理化学研究所併任研究員。00年、ASME（米国機械学会）Japan-USA Flexible Automation Symposium最優秀論文賞、第６回ロボティクスシンポジア優秀論文賞など、数多くの賞を受賞。日本機械学会フェロー、スケジューリング学会会長、文部科学省科学技術学術審議会文化資源委員会専門委員なども務める。著書に『人工現実感の展開』ほか。

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宮みゆき(総研スタッフ)からのメッセージ

セオリーを無視したアイデアを出すコツのひとつは、異分野の人たちとの交流だと話す藤本教授。ひとつの技術分野の知識・経験だけでは成しえないことが、異分野の知識・経験が融合することによって可能になり、新たなアイデアも膨らむ……聞いているだけでわくわくします。そして、研究員の公募はすべて外部の学生や研究者のみという徹底ぶり。そのパワーの活力限は「好きだから」とほほえむ藤本教授の笑顔に心から拍手とエール！