正しい姿勢や歩き方は、健康をつくるといわれている。また、歩行には様々な病気の兆候があらわれるといわれ、自分の歩行をきちんと把握しておくことは、健康管理の面でも重要だ。NECが開発した歩行姿勢測定システムは、3Dセンサーに向かって歩くだけで、年齢と性別に応じた基準で歩行姿勢を点数化できるシステム。従来なら大掛かりな装置が必要だった歩行のチェックを、利用者の負担なく実施することができる。

あなたの歩行は何歳？
ふらつきや速度の衰えもチェック

NECの歩行姿勢測定システムは、3Dセンサーに向かって6メートルほどの距離を歩いていくだけで、「歩行速度」「歩幅」「胸腰部の上下動」「足の上がり角度」等を36項目を分析できる。これらを5段階で評価するとともに、速度やバランスなどから「歩行年齢」を算出する仕組みだ。

身体にマーカーなどを着ける必要がないので、利用者が気軽に利用できるのが大きなメリット。個人情報が気になる利用者にはデータを蓄積せずに一時的な測定結果の表示だけを行うこともでき、健康イベントなどでの利用も期待できる。

（画像元：https://www.towahitech.com/nec_walkingform/nec_walkingform.html）

これまで3Dセンサーでの検出が難しかったつま先部分などの測定は、独自の技術でセンシング精度を向上させることができた。つま先の上がり具合は認知症にも関連するといわれているため、高齢者の健康チェックにも大いに役立てそうだ。歩行姿勢基準には特許出願済のアシックススポーツ工学研究所が開発した評価基準を採用している。

治療院などで活用する場合は、データを蓄積して、患者の身体の変化を確認することも可能。リハビリ・健康づくりのトレーニングの効果や、現在行われている施術の効果も確かめることができる。「歩く速さ」「ふらつき」「身体の軸」など、6分野で測定しているため、現在、実年齢と比較して衰えている部分などをしっかりと可視化できる。効果がはっきりと目に見えることで、患者本人のモチベーションアップにもつながる。

歩き方の問題は、いままで本人にはわかりづらかった。歩行が健康に重要な影響を及ぼすことは知られつつも、実際には自覚することが難しく、なかなか治療やトレーニングには結びつかなかった。センシングの技術が発展することで、歩行の問題を本人も治療者も認識できることは、健康づくりに大きく役立っていくだろう。

身体装着のマーカーやベルトがないことも画期的で、身体にハンデがあり器具の装着が難しい人や、認知症が進んでいる人への導入も考えられる。誰もが手軽に歩行をセンシングできることで、健康寿命が延びていくことを期待したい。

“実世界で生活できるロボット”を目指し、二脚ロボットの研究を続けるカリフォルニア工科大学の研究所「Amber lab」。彼らは、ロボットを転ばせようとするなどして負荷をかけることで、ロボットの性能を高め進化させてきた。何度も繰り返すそんな実験は、ロボットの歩行に関する新しいアルゴリズムを最適化し、“どんな環境でも二足歩行できるロボット”を具現化しようとしている。さらにそこで得た知見は、ロボット義足の開発にも適用されているという。ロボットの歩き方の進化は、同時に義足ユーザーのあらゆる可能性も高めているのだ。

ロボットの可能性は、義足の可能性でもある

カリフォルニア工科大学にあるAmber（Advanced Mechanical Bipedal Experimental Robotics）Labが目指しているのは、人間が取り組めることであれば、なんでもできるというロボットの開発だ。

同ラボのロボット研究家、アーロン・エイムズ氏は、自分たちが作るロボットは、「芝生も砂利道も、雪や氷の上も歩けるものにしなければならない」と明言する。そのために歩行を数学的に理解し、常に改良を加えることで「ロボットを人間のように、効率的かつダイナミックに、そしてスムーズに歩けるようする」という。

それを実現させるために同氏が率いるチームは、トレッドミル（ウォーキングマシーン）の動きに合わせて歩くロボットを何度も転ばせようとしたりして、常にアルゴリズムを最適化している。ちなみに、歩行するロボットを転ばせようとすることは、「かく乱試験」と呼ばれる。

そうやって得られた数値をもとに、例えばミシガン大学では、ロボットに火の中を歩かせたり、セグウェイに乗せたりと、さらに多様な実験も行われているという。

ロボットにあらゆる負荷を与え、構造化されていない未知の環境でいかに機能させるかを模索する。そうやって人間のような歩行に近づけていくのだ。

さらにAmber Labでは、ジャンプする動作も追求するために、ピストンのように上下に跳ねるロボットの実験も盛んに行われている。それらの試みは、まず単純なロボットで行われ、得られた知見をもとに、より複雑なロボットへと応用されていく。そういった作業を繰り返すことで、ロボットの性能に何が足りないのかが明確化される。

さて、これらのロボットで獲得した成果は、電池式のロボット義足“Ampro”の開発にもすべて適用されているという。

アーロン氏は、「ロボットで目指していることは、すべて義足でも実現したいと思っている」と語る。“Ampro”は膝と足首にモーターが入っていて、バネが組み合わされた画期的なプロダクト。ユーザーの歩いている場所の状況をセンサーで検知して、必要な場合はモーターを作動させる。そしてユーザーと同期させることで動かすという仕組みだ。

「義足を装着した人が走ったり、サッカーをしたり、ジャンプをしたりできるようにする」。Amber Labの開発実験から、ロボットだけでなく、義足の新しい未来も見えてきた。