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キーワードは“好い加減”ー繊維化された人工筋肉が切り拓く未来【the innovator】

吉岡名保恵

東京工業大学の研究室の一角に置かれている、通称「ガイコツ君」。一見すると普通の骨格模型ですが、実は動く人型ロボットです。ガイコツ君が、まるで人間と同じように動く様子を撮影した動画は、公開から1年未満で再生回数70万回を超え、世界中の人たちが注目して見ていることが分かります。このなめらかな動きを可能にしているのは、全身にまとった数多くの人工筋肉。従来のカクカクとしたロボットとは明らかに違うしなやかなで、違和感のない動きは、“彼”がロボットであることを忘れてしまうようです。

“動く繊維”が想像力をかきたてる

人工筋肉を“動く繊維”と考えれば、さまざまな応用が期待される

人工筋肉とはその名の通り、生物の筋肉に近い動きを目指して作られた、伸縮性があるアクチュエーター(駆動装置)のこと。色々なタイプが開発されていますが、ガイコツ君に使われているのは細い径の「マッキベン型人工筋肉」。これは、周囲に繊維を編んだゴムチューブの内部に空気を送って収縮させ、その際に発生する力で動きを得るものです。

ガイコツ君の開発に携わった東京工業大学の鈴森康一教授は、ロボットやアクチュエーターの専門家で、「新しくて画期的なアクチュエーターができたら、初めてそれによって画期的なロボットができる、というスタンスでやっています」と話します。

マッキベン型人工筋肉に着目したきっかけは、6年ほど前、鈴森教授(当時は岡山大学所属)のもとに、とある海外メーカーから、小さくて細かいロボットを作りたい、という相談があったことでした。

この要求にこたえようと試行錯誤した結果、マッキベン型人工筋肉を小型化すれば良いのでは?と鈴森教授は推察。マッキベン型人工筋肉は1960年ごろにアメリカで開発され、すでに製品化もされていましたが、径が太く、硬いのが一般的でした。そこで鈴森教授は、脇元修一准教授(岡山大学)らと研究開発をスタートし、大学近くの池田製紐所にも協力を求めながら、小さい径のマッキベン型人工筋肉を完成させたのです。

従来のマッキベン型人工筋肉は20 mmから5 0 mmほどの外径でしたが、鈴森教授らが開発したのはわずか2 mmから5mmほどの細いもの。径を小さくするにあたり、これまで特に問題にならなかった耐久性の問題などが露呈し、一つ一つ解決していくのは大変だったそうです。ほかにも、細いゴムを均一に押し出す力加減の難しさ、メッシュを編みこむ角度が一度違うだけで特性が変わるほどの繊細さにも直面。池田製紐所にとっても、編む角度の細かい指示は初めての経験で、試行錯誤の連続だったと言います。

残念ながらメーカーの都合により、ロボットの完成にはいたらなかったものの、小さい径の人工筋肉は手元に残りました。たとえば、その人工筋肉を束ねて布を作り、さらに服に仕立てればパワースーツになります。それは、これまでの硬くて、重いパワースーツとは異なり、着心地が良く、体にフィットする製品。人工筋肉をさまざまにアレンジできる“動く繊維”ととらえれば、パワースーツ以外にも可能性は広がると考えられました。

東工大の鈴森教授の研究室にある「ガイコツ君」

その後、東工大へ移った鈴森教授は、「ガイコツ君」やパワースーツなどの開発を手がけます。一方でアパレルや福祉介護、ロボットの分野に携わる企業や研究者から、鈴森教授らの作った人工筋肉への問い合わせや、使ってみたいという要望が寄せられるようになりました。

「きっと色々な分野で新しい可能性を感じ、想像力をかきたてるんだと思います。生き物はもともと繊維や、筋繊維構造でできているので、自然の物を真似たものを作るのには最適な素材ではないかと多くの人が期待してくれました」(鈴森教授)。

サンプルとして出荷している3サイズの人工筋肉

もともとは研究のために作った人工筋肉でしたが、あまりに反響が大きいため、2016年4月、鈴森教授は東工大と岡山大発ベンチャーとして「s-muscle(エスマスル)」を設立。同年8月から、2ミリ、2.3ミリ、4.2ミリの3種類のサンプル品として人工筋肉の販売を始めました。製造に携わる池田製紐所としても新しい分野への挑戦であり、鈴森教授も「岡山県は全国有数の繊維産業が盛んなところ。普通の繊維ではなく、動く繊維として、どんどん使われるようになってもらいたいと考えています」と話します。

人間と共存するやわらかいロボット

「産業革命以降、工学というのはとにかくパワーの大きさやスピードの速さ、精度の高さばかりを追求してきました。そのおかげで素晴らしい製品がたくさん生まれたのは事実ですが、これからの社会で求められている人間社会に共存するロボットというと、もう少し、程よい加減が必要だと思います。精度がものすごく良いわけじゃないし、速い速度を出せるわけでもないし、力が強いわけじゃない。昔の価値観で言えばダメなロボットかもしれません。それでも人間と接するロボットとしては、そのような性能の高さより、むしろ安全に優しく作動するような、やわらかさが求められていると思います」(鈴森教授)。

たとえば鈴森教授らのチームが手かげた20mもの長さのロボットアームは、これまでのロボットの概念をくつがえすもの。ヘリウムが充填されたバルーンの構造材でできていて、重さはわずか1kgほどしかありません。ふわふわっとしつつも、20個のジョイントはそれぞれが人工筋肉によって動かされ、高いところはもちろん、狭い空間を目指して入っていくこともできます。この軽さ、そして動きを可能にしているのは、小径の人工筋肉だからこそ。

「動きは遅いし、精度も出ないし、風が吹いてきたら流されちゃうし…。今までの観点で言えば、全くダメダメなロボットかもしれませんが、万が一、落ちてきても人に危害を加えることはほぼないでしょう。好(い)い加減がこのロボットの強みなんです」(鈴森教授)。

「ジャコメッティアーム」と名付けられたこのロボットアームの先端にはカメラが付いていて、災害現場などでの状況確認に使われることを想定しています。「ドローンで撮影すればいいじゃないか、という人もいます。けれどドローンで入れない穴や狭い空間ってありますよね。その点、このロボットアームは、内部がどうなっているか分からない空間にもとりあえず突っ込んで、ぶつかりながらも前に進んで、状況確認できるのが大きな強み。普通、機械はぶつかって壊れないよう作動させるものなので、全く今までの観点とは違うものですね」(鈴森教授)。

人間にとって使いやすくて、また人間を真似た構造物も作りやすい、という人工筋肉。今までモーターで動かしていたロボットではできなかった新しい価値が、人工筋肉によって生まれるのではないかと期待は高まります。

鈴森教授は「たとえば果物は大きさや形が全部違うので、ロボットがつかもうとするときには、形に合わせて力加減を変える必要が出てきます。適切に、相手の形になじむということが今までのロボットでは難しかったのです」と話し、「これからの社会では、“やわらかいロボット”が必要になってきます。好い加減、というのが重要なファクターです」と教えてくれました。

福祉分野での展開に期待

s-muscleについては「小さな会社ですし、研究もありますから、対応可能な規模でやっていくのがスタンス」だそうで、さまざまな企業や研究機関との連携を重視。すでに洋服の専門学校と東工大で共同研究契約を結び、人工筋肉を使った洋服の開発を進めるなど、いくつかの分野で製品化に向けた検討が始まっています。今はさまざまな分野に、機能検証用のサンプルとして出荷していて、その中からどのような使い道があるか、検討している段階ですが、今後は小口ユーザーへの販売も検討していくそうです。

人工筋肉を使った製品を実用化させていくにあたり、ネックになってくるのは動力源としてコンプレッサーを使うこと。人間が装着するものを作るうえでは、もっと柔軟に使える動力源の開発も必要です。そのため鈴森教授らは、人工筋肉の燃料電池化についても研究を進めていると言います。

コンプレッサーによって伸縮する人工筋肉。束にすれば本当に生物の筋肉のよう

今後、大きく期待されているのが福祉分野での展開です。「たとえば握力の弱い人のために、人工筋肉で作動する手袋を作って物を持てるようにする、というのが一番簡単なイメージ。そのほか姿勢を矯正したり、入院患者の血栓予防に役立てたり、さまざまな可能性があると考えられます。軽いから扱いも楽ですし、濡れても大丈夫なので洗濯できるのも大きなメリットだと思います。価格が下がれば使い捨てでの製品も考えられるでしょう」。

将来は私たちの生活を支える当たり前のものとして、人工筋肉が織り込まれた製品が、身近にあふれているのかもしれません。

(text: 吉岡名保恵)

(photo: 長尾真志)

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国際的な賞を受賞した「Communication Stick」の現在―商品化への挑戦と介護現場での発見

川瀬拓郎

若手起業家の登竜門としても知られる、国際エンジニアリングアワード・ジェームズ・ダイソン・アワード。「Communication Stick」と名付けた、高齢者外出支援のための杖を開発し、2016年の国内最優秀賞・国際TOP20受賞したのが三枝友仁氏だ。この若きデザイナーの受賞作のその後と、介護現場から見えてきたこれからのデザインについて話をうかがってきた。

― プロダクトデザイナーとして、現在はどのようなお仕事をしているのでしょうか?

「新規事業開発の支援をするコンサルティングファームでプロダクトデザイナーとして働いています。新しい事業をするための、アイデアを創出することをしています。対象となる分野は、食品から産業機器まで多岐に渡ります」

― ジェームズ・ダイソン・アワードに作品を提出するために、会社の業務と並行して開発を行っていたとのことですが。そもそも、なぜ介護や福祉の分野に興味を持ったのでしょうか?

「学生時代に出会った『生きのびるためのデザイン』という本がきっかけです。40年以上前の本なのですが、当時はピラミッド型社会の頂点に位置づけられる、ごく一部の人の需要を喚起するものがデザインとされていました。しかし、後の時代には、ピラミッド型社会の下層にいる人たちに働きかけるデザインが必要になってくるはずだし、それが社会変革を促すと書かれていたのですね。超高齢化社会を迎えた今、そのアイデアを自分なりに考えたとき、介護が必要な高齢者や障碍者のためのデザインがもっと必要になるし、それが実現できるはずだと考えたのです」

『生きのびるためのデザイン』ヴィクター・パパネック著、阿部公正訳:1974年/晶文社。

― 一般的にプロダクトデザイナーというと、車や家電製品をイメージしてしまいがちですが、かなり早い段階で介護への関心をお持ちだったのですね。

「確かにや家電製品のデザインで有名になった方はたくさんいますね。そうしたプロダクトデザイナーは、もともと好きであったり、オーディオ好きだったり、モノが好きということが出発点にあるように思います。でも、自分が考えるデザインとは、既に世の中にあるモノをデザインするのではなく、そもそも世の中にない概念をカタチにすることだと考えています。デザイン思考や人間中心設計を念頭に、さまざまなリサーチをしながら、人々の課題やニーズを掘り起こしていく作業が必要となります」

― すでにある具体的な商品や製品をデザインするよりも、そもそも“何を作るのか?”という立脚点こそデザインだということですね。

「もちろんクライアントワークですから、ある程度範囲は決まっていますが、ユーザーリサーチからわかった抽象的な概念の中から、“この辺りに機会がある”という領域を見つけて、そこを手掛かりに具体的なプロダクトやサービスのアイデアに落とし込んでいきます。先程もお話しした通り、需要を喚起するためのデザインではなく、人の役に立つデザインを目指していたことが、介護福祉分野への興味に繋がっています。桑沢デザイン研究所在学中に、福祉用具専門のデザイン会社で働いた経験も、介護福祉分野に関心を持つきっかけとなりました。そこにはデザイナーがあまり目を向けていない問題があるように感じたのです。介護者や被介護者が今までできなかったことができるようになり、生活水準が上がる。そういう現場を見てやりがいを感じられたことも大きな要因でした」

「Communication Stickは、介護者と被介護者をつなぐ新しい杖の提案。「音声からテキストメッセージ送信」「受信したテキストメッセージの音声読み上げ」「転倒時の位置情報通知」の3つの機能を実装しています。この3つの機能によって、外出における「迷子」と「転倒」の不安を解消し、被介護者と介護スタッフの両者にとって安心と安全な外出機会を提供します」

― 介護や福祉を語るとき、どうしても弱者を助けるという一面ばかりが強調されてしまいがちですが、そうした問題意識によってこの分野に導かれたということですね。さて、ジェームズ・ダイソン・アワードを受賞した「Communication Stick」ですが、こちらはその後どうなったのでしょうか?

「実際に製品化するために、Open ChallengeというDMM.make AKIBAのアクセレータープログラムに参加して、事業化に向けた取り組みをしました。まずやろうとしたことは、デザイン・モック(実際の商品外観が分かる試作品)と、ワーキング・モック(実際の商品機能が分かる試作品)を一体化することで、最終製品と同じような状態にして、ユーザーが利用できるか確かめることでした。しかし、そのためには数百万の資金が必要になり、個人としてはとても賄えない額でした。そうした資金面で最初につまずいてしまいました」

  

「Communication Stick」デザインモック

「Communication Stick」ワーキングモック

― ビジネスにつなげるためのハードルは高かったと。さらに商品化を妨げることがあったのでしょうか?

「次のつまずきは、介護施設の高齢者の外出支援ができるかということです。デザイナーとしての通常業務と並行し、エスノグラフィー調査として、小規模多機能型介護施設で働き、介護士の資格も取得しました。確かに、外出時における“転倒”と“迷子”の不安はありますが、外出できない理由はそれだけではなかったことが分かりました。例えば、認知症を患っていて、交通における危険察知能力が落ちている、排便機能が低下していて失禁の心配がある、そもそも行きたい場所がないなど、複雑に問題が絡み合っていました。当時は、それらすべてを本製品で解決することはできないと考え、資金面の問題もあり、開発を中断することにしました。しかし、今落ち着いて考えるとすべてを解決しなくていいと思っています。“転倒”と“迷子”に対する不安で外出を躊躇する人を支援できれば、それでいいのかもしれないと思っています」

― 介護士の処遇や労働環境については、さまざまな問題が報じられていますよね?

「どんな仕事でも精神的苦痛はあると思いますが、介護職には生理的苦痛もあることが問題だと思っています。特に気になることは臭いで、そこが改善されれば、労働環境の問題を少し軽減できるのではないかと思っています。それから、介護士の給与がその他の職種よりも低いとされるのは少し誤解があって、介護計画を作成するケアマネージャーや、介護施設の管理職までの職位になれば、給与は決して低くないと思います。問題になっているのは、マネジメントに行き着く前に介護士を辞めてしまう人が多いからだと思います。たしかに現場はきついということは事実としてありますが…」

― 介護を通じて、さまざまな問題点がさらに見えてきたのですね。

「また、もうひとつ分かったことは、介護行為は生活支援であって、断片的にではなく、連続的に物事を捉える必要があるということです。利用者の気持ちに寄り添う共感力がなければ、彼らの支援ができないということもわかりました。とある認知症の利用者がいたのですが、しょっちゅう周囲の人を叩くのですね。そのたびに介護士が止めるわけですが、その理由が分からない。とあるベテラン介護士の方がその利用者を見たところ、何か身体に具合が悪いところがあって、その痛みを訴えているのでは?と。そこで、検査してみたところ、胆石が発見できたのです。その時、介護職は誰にでもできる仕事ではないと思いました。この能力は、ユーザーに対するデザインにも同じことが言えるのではないでしょうか」

三枝 友仁(さいぐさ ともひと)
明治大学卒業。桑沢デザイン研究所デザイン専攻科プロダクトデザインコース卒業。在学時から福祉機器専門のデザインファームにプロダクトデザイナーとして勤務。高齢者の移動機器、食事介助具、排泄介助具、入浴用品等の開発に携わる。現在は、業務委託先にて主に新規事業開発に従事。国際エンジニアリングアワード・ジェームズ・ダイソン・アワード2016国内最優秀賞・国際TOP20受賞。

(text: 川瀬拓郎)

(photo: 増元幸司)

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