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我ら“クレイジー☆エンジニア”主義! vol.36 掃除、洗濯、後片付けもお任せ!未来の家事ロボットを開発、下山勲
高齢化、労働力不足、人口減の時代。シャツを拾って洗濯機に入れてくれるホームアシスタントロボットなど、実際の家庭で役立つ未来の情報ロボットの研究開発を推し進めている東京大学IRT機構の下山勲氏を紹介する。
(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:09.05.11

クレイジー☆エンジニア

東京大学IRT研究機構 機構長
情報理工学系研究科 研究科長

下山 勲氏

古い研究棟の一室に入ると、マンションのリビングルームを模した設備が広がっていた。その中央にあったのが、高さ150cmほどの人型ロボット。テレビや雑誌、情報サイトなどでも数多く取り上げられたホームアシスタントロボットだ。人が日常的に使う道具で掃除や、片付けをする。ボタンを操作することで道具を扱えるほか、作業に失敗したことに気づいて、やり直しもする。
このロボットを開発したのが、東京大学IRT研究機構。移動を支援する一人乗りのパーソナルモビリティロボット、食器洗いを支援するキッチンロボットなど、人の生活を支援する研究成果を次々に発表、大きな話題となった。こうした一連の研究のリーダーが下山氏。二足歩行ロボットの研究で世界に知られる下山氏が、人や家庭の役に立つロボットの開発に民間企業とともに取り組んでいるのだ。

効率化が求められているのは、工場だけではない
 今のロボット研究には2つの軸足があります。ひとつは、これまで大学が行ってきたようなロボット研究。研究者がそれぞれ興味のあるところを掘り下げていく。学生にとっても、こういう知的好奇心による研究は大きな意味があるわけですね。だから大事です。

 その一方でもうひとつの軸足が、今までやってきたことを社会や企業に還元していくということです。わかりやすくいえば、ロボットが社会で使われるようになるということ。すでに工場の中では、産業用のロボットが入ってずいぶん仕事の効率化が進みました。しかし、効率化が求められているのは、実は工場だけではありません。

 例えば日本の社会は、人口が減っています。それだけではなく、65歳以上の高齢者たちの割合が増える。少子高齢社会になるわけです。今は人口の約2割の高齢者が、これから50年で4割を超えるとされています。より少ない割合の人数で、社会を支えることになります。

 そして出生率が低い少子社会になりつつある。私たち1955年生まれの世代だと、女性が結婚していない割合が11%で、子どもを持たない割合が18%、孫を持たない割合は21%国立社会保障・人口問題研究所のデータがあります。ところが、私たちの子どもの世代では、子どもを持たない割合が38%、孫を持たない割合は50%になるだろうと言われている。家族で支え合うことが難しくなるということです。

 その結果、世帯構成が変わり、例えば一人世帯が増える。ならば、どうするか。生活の中での効率化という視点が意味を持ってくる。人がするべきことは人がするべきですが、人がものとかかわるような場面で、人でしなくてもよいことは機械がやればいい。そうすることで、さまざまな負担が軽減できるようになるわけです。
レストランで空いたお皿を下げるロボット
 日本の農業は自給率の低下という課題を抱えています。では、農業をもっと機械化して効率を上げたらどうか。また、林業は担い手が極めて少なくなっています。ところが、山が荒れると国土保全に関わる問題になる。では、この仕事を機械でカバーしたらどうか。来るべき社会に向けて、さまざまな準備や議論が行われています。移民や社会制度の整備などもそうですが、そのひとつの選択肢として、機械や生活を支援する、という発想があるはずだと思うのです。

 そもそも少子高齢社会では、国民が今のような収入を維持できるかどうか。国民所得は減るでしょう。一人当たりの国民所得も減少するという予測もある。そのときに、どう一人ひとりの生活の質(Qol)を維持し、また高めていけるのか。夫婦共に働いて家計を維持する時代に、家事の負担をどう軽減していくか。生活の質を維持していくためには、考えなければいけないことがたくさんあるんです。

 今、何気なく誰もが使っているレストランだって、子どもが減り、若い人が減れば、サービスの担い手が少なくなっていきます。そんな中で、どんな仕事がロボットにできるか。それを考えるべきだと思うんです。テーブルの上の空いたお皿を下げ、空いたテーブルの片付けができるかもしれない。大量のお皿を効率よく洗えるかもしれない。産業用ロボットが工場を効率化したように、人々の生活のさまざまなシーンでロボットが役立つはずです。
必要な機能だけを盛り込んだ、人々が買えるロボット
 大学でのロボット研究を、どう社会に出すのか、それを真剣に議論し始めたのは、5年ほど前でした。これは東大総長の考えでもあるのですが、実は日本が抱えている課題は、世界の国々も抱えているんですね。少子高齢社会の課題に最も早く直面しているのが、日本です。課題先進国であり、課題解決国になれるということです。

 大きな課題を解決できたノウハウは、これから少子高齢化に直面する世界の国々にも使ってもらえる。さらに、輸出できる重要な産業になるということ。いろんなソリューションはあるでしょうが、中でも日本の強みは科学技術です。これが課題を解決するひとつの方法であると思ってます。

 日本はロボット研究の先進国であるわけですが、そのすべての技術をひとつのロボットに注ぎ込む必要はないんです。部品点数を増した高機能ロボットが必ずしも未来のロボット開発ではない。むしろ必要な機能だけを盛り込んだ、ぜい肉を落としたロボットにする。数千万円のロボットではなく、100万円のロボットが求められているんです。そしてリースやシェアリングや中古マーケットなどの環境を作っていく。それが、役に立つロボットの市場を拡大させていく。

 歩いたり、走ったり、手を振ったり、顔の表情が変わったりするロボット研究があり、注目され成果もあがっていますが、それだけでは役に立つロボットにはならないんです。もっといえば、役立つロボットは、私たちがイメージしているロボットの形をしていなくてもいい。全自動洗濯機が進化したものかもしれないし、お風呂を自動で洗ってくれるものかもしれない。病院や医療、介護の現場で使われるものも含め、もっと柔軟に考える必要があります。

 今の研究は、複数の企業と共同で行っていますが、やはり企業には製品化における大変なノウハウがあります。私たちの持つロボット研究のコアと、企業の持つ細やかなノウハウを生かせば、新しい産業ができる。使ってもらえるロボットで、世界で競争力のある産業を作れる。内需の拡大が言われていますが、資源や食糧の輸入国が日本。競争力のある輸出産業も絶対に必要です。さまざまな産業でグローバル競争が激化する中で、競争力のある産業ができなかった、ではすまされない。そんな時代がもう来ていると思います。
ホームアシスタントロボット
 
■ホームアシスタントロボット

東京大学は2006年から、トヨタ自動車、オリンパス、セガ、凸版印刷、富士通研究所、パナソニック、三菱重工業と「少子高齢社会を支えるIRT基盤の創出」というプロジェクトテーマで10年から20年先のイノベーションを目指して研究を進めている。昨年10月に発表された「ホームアシスタントロボット」は、この研究の中で生まれた。
ホームアシスタントロボット
 
■ホームアシスタントロボット

IRTとは、ロボティクス(RT)と情報技術(IT)を組み合わせたもの。ホームアシスタントロボットは、IRT技術でトレイを持ち上げてシンクに運んだり、シャツを拾って洗濯機に入れたり、椅子を片付けて掃除機をかけたり、とまさに部屋で行われる家事を代行してくれるスグレモノ。ロボットとの共生がイメージできるロボットなのだ。
ホームアシスタントロボット
 
■ホームアシスタントロボット

必ずしも人型ロボットである必要はない、シンプルな機能でいい、という新しいロボット開発の発想で、画期的なアイデアと評価されているのが、IRT研究機構がパナソニックと共同開発したキッチンロボット。シンクの上に置かれた皿や茶碗を、アームのついたキッチンロボットがうまく食器洗い機に入れ、スイッチをオンしてくれる。
 ロボット研究者としての下山氏を世界に知らしめたのは、1980年代。三次元でダイナミックに歩く二足歩行を世界で初めて実現させたことだ。その映像は世界に衝撃を与え、ロボットがとうとう人間のように歩いた、とメディアが大きく取り上げた。下山氏のもとには、世界中から名だたるロボット研究者が訪ねてきたという。今のような高速に動くコンピュータがない時代。二足で動くための理論を考え、コンピュータに実行させることは、相当な苦労があったことは想像に難くない。それこそ5年を要したこの二足歩行の研究時代は、時間のすべて研究と勉強にあてていたといっても過言ではないほど、研究にどっぷり漬かっていたという。そして、この画期的な技術の開発から、下山氏はその研究開発のフィールドを大きく広げていく。
世界で自分しかやっていないと思えた研究
 子どもの頃からメカニズムにものすごく興味があったのと、算数が得意だったんですね。記憶するのはあまり好きではなくて、自分が考えること、思考力が問われるものが好きでした。ロボットに関心を持ったのは、やっぱり鉄腕アトムでしょう。もちろん、いきなりアトムの世界には行けませんから、着実に一歩一歩進むしかない。二足歩行は、おそらく世界で自分しかやっていないと思えた研究だったんです。やっぱりそれは燃えますよね。こんなことをやりたい、というゴールも明確だったわけですし。

 二足歩行の研究に関するまわりの反応は、面白いね、というものと、それは産業にならないね、という2つ。移動するなら、車輪でいいじゃないか、という声もあった。でも、そのときに産業にならなくても、10年、20年、30年たって産業になるかもしれない、という研究をするのが大学だと思っていましたから。ただ、これをずっと研究していても、アトムはできないと思ったんです。それで研究の幅を広げるようになった。これが、後に大きく活きるんです。

 例えば、いいモーターがない。いいセンサーがない。バッテリーもない。軽くて、機能が充実していて、小さい、そういう個々のエレメントを作っていかないと先には進めないと思ったんですね。そしてその後の大きなブレイクは、コンピュータ技術が進み、ソフトウェア技術が充実してきたことです。これで、研究レベルは一気に上がりました。
エレメント研究に役立った、昆虫の持つ原理
 私の研究では、今も工学的なものだけでなく、生物学的なものなど、複合的に考えることを学生に伝えています。実際、研究の過程では、昆虫にたくさんのことを学びました。これまでにない小さなものを作ろうとすると、実在するものを縮小しても動かないんですね。自動車を1mmの大きさにできたとしても摩擦が大きくなり、動かないのです。しかし、もともと小さな生きものは、小さな世界で動いているわけですから、大きなヒントになるわけです。

 実際、生物学者の協力もいただいて、たくさんの昆虫を見ました。するとたくさん、発見があるわけです。へーえ、虫ってこうなっているんだ、と。これが驚きなんです。視覚、触覚、聴覚はどんな仕組みなのか。うまいメカニズムを持っているんですね。小さな世界での原理を再認識することができ、昆虫が利用している原理を小さなエレメントの研究に応用しました。昆虫は本当にたくさんのアイデアをくれました。そして学会でも、昆虫の話はウケました(笑)。

 少し余談ですが、トンボの飛翔は、航空機とは違います。安定して飛んでいるけれど、作りとしては不安定。航空機には尾翼があり、これがあるから左右への揺れが少ない。ところが、トンボには尾翼にあたる器官がありません。だから、不安定な飛び方をするんですが、そこには意味があるんです。不安定だからこそ、機動力が発揮できるわけです。航空機が機動的だと思う人は少ないでしょう。でも、トンボは機動的。だからこそ、獲物を捕まえやすい。本当によくできているんですよ。
難しいことがたくさんあったほうがいい
 昆虫のメカニズムもそうですが、人間も、見事なほどによくできています。目玉だって、中には液体が入っているんですが、それには意味がある。聴覚だって、実は耳の中にはえている細かな毛のふるえで認識している。人間は毛でいろんな情報を取っているんです。自然を知れば知るほど、工学的に人間に近いものを作ることが、いかに難しいかがわかります。でも、それでいいと思っているんです。難しいことがたくさんあったほうがいい。研究者としては、やることがたくさんあるということですからね。それは、ものすごく面白いことだと思う。

 締め切りに追われたりして、追い詰められることがありますね。でも、残り時間と効率は、実は反比例すると私は思っています。残り時間がなくなればなくなるほど、効率よくいろんなことができるようになるんです。体力がある若い人ほど、より効率的になっていくようです。

 研究では、とにかく考えるんです。考えて考えて、ずっと極限まで考えて、自分を追い詰めると答えは出てくる。きっと出てきます。私の場合、これまではそれで出てきた。年をとっちゃったので、今後はわかんないですけど(笑)。考えれば、道は開ける。ずっとそう思ってきた。

 もともと考えるのが好き、というのもあるんですが、研究に没頭していた時期というのは、ずっと考え続けていて、眠っているときにも考えていましたね。アイデアが眠っているときに出てきたこともある。体は寝ているのに、頭が考えているんです。それくらい考えないとダメだ、と教えられたこともありましたね。ただ、寝たまま考えるのは、からだには良くないですけど(笑)。今も寝るときに、創造的な悩みを抱えながら寝るのは、好きですね。夢で遭いましょう、みたいな(笑)。

 これから日本に必要なのは、日本の強みを活かした産業を作り出すことです。強いからこそ、競争力が持てる。強みをしっかり認識し、世界的に強いものを育てることも大事になる。行動しないといけないんです。それこそ、考えないといけないんです。
パーソナルモビリティ
 
■パーソナルモビリティ

東大IRT研究機構の研究成果として昨年11月に発表されたのが、パーソナルモビリティ技術。人が屋外で搭乗するタイプと、屋内のタイプの2台が公開の場でデモを行った。屋外のタイプは、工学部2号館から安田講堂までキャンパス内を移動。トヨタが開発したパーソナルモビリティをベースに、IRT研究機構が開発した新制御技術が搭載されている。
思い出し支援技術
 
■思い出し支援技術

昨年12月に発表された、東大IRT研究機構のユニークな技術が、ロボットを使った「思い出し」支援を行う技術。メガネやリモコンなど身近な物品でも、最後に置いた場所を忘れてしまうことがある。また、薬を飲むなど、やらなければいけないことも忘れがちなもの。そこで、ロボットと広視野で多重解像度を持った環境カメラを連携させ、「思い出し」を支援する。
「マジックミラー」
 
■「マジックミラー」

今年2月に東大IRT研究機構から発表された研究成果が、筋肉の動きを可視化する「マジックミラー」の開発。人の動作計測からリアルタイムに人間の筋肉の活動を可視化する技術と、人の体の各部位の質量分布を可視化する技術。家庭やリハビリテーションセンター、スポーツ事務などでの、日々の健康管理への応用などが考えられている。将来はロボットへの搭載も視野に入れられているという。

profile

下山 勲
東京大学IRT研究機構 機構長
東京大学大学院情報理工学系研究科
研究科長
工学博士

1955年生まれ。東京大学工学部機械工学科卒。82年、同大学大学院工学系研究科機械工学専攻博士課程修了。工学博士。同年、東京大学工学部講師。83年、助教授。99年、機械情報工学科教授。2007年、東京大学大学院情報理工学系研究科長。08年、東京大IRT研究機構長。2足歩行ロボットの世界初の実現、4足歩行ロボットの実現、MEMSの研究で知られる。日本ロボット学会論文賞、日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門ROBOMEC表彰、同学術業績賞、「今年のロボット」大賞2008、など受賞多数。95年、日本機械学会フェロー。The Institute of Physics(英国)フェロー。
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取材後、編集部の有志でホームアシスタントロボットをはじめとした数々の未来型ロボットを見学させていただきました。特に印象に残ったのは、「思い出し支援技術」と、ロボットが位置を確認するために、少しづつ形を変えて作ってある床の模様。100人以上のプロジェクトメンバーが終結して生まれた近未来の技術が、一日でも早く商用化される日が望ましいです。日本ならではのモノづくりの強みとなるのではないでしょうか。

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