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アップルウォッチでも測定可能! 動きの「滑らかさ」を世界に先駆け数値化

富山英三郎

「脊髄性筋萎縮症(SMA)」の患者の動きを、モーションキャプチャやアップルウォッチを使い3次元解析するプログラムを開発した岐阜大大学院の研究チーム。本来は薬の効果を数値的に可視化するためのものだが、将来的にはスポーツ選手や舞踏家、職人技が魅せる「動きの美しさ」を数値化できるかもしれない。そんな3次元解析プログラムが生まれた背景や、今後の応用についてなどを同大学院連合創薬医療情報研究科の加藤善一郎教授に伺った。

ぎこちない動きと、
スムーズな動きの違いは何か?

加藤教授は創薬に関する研究を続ける傍ら、現在も臨床医として同大学の小児科でさまざまな患者を診察。医療の現場で得た知見を活用し、いくつもの研究を同時進行させている。そのひとつの成果が、モーションキャプチャやアップルウォッチを使った世界初の3次元解析プログラムだ。これは、全身の筋力が低下していく「脊髄性筋萎縮症(SMA)」患者の体の動きを解析するために生まれた。

「脊髄性筋萎縮症は、まだ研修医だった約30年前に担当していたことがあったんです。当時は薬もなく、視線を使っての会話術などQOL(クオリティ・オブ・ライフ)を改善する程度のことしかできなかった。それから約10年後、『TRH』という薬を、岐阜大学独自で脊髄性筋萎縮症の患者に向けて臨床応用し始めたのですが、その薬効を定量的に評価する方法がないということに改めて驚いたわけです」

脊髄性筋萎縮症の症状を評価する際、これまでは『腕が上がらない=0点』、『途中まで上がる=1点』、『耳まで上がる=2点』など大まかな評価方法が主体だった。

「でも、震えながら腕がぎこちなく上がるのと、スムーズに上がるのでは違いますよね? 『TRH』を投与すると、明らかに動きがスムーズになるわけです。これを臨床的には『滑らかになった』と表現します。しかし、その『滑らかさ』を評価する指標がなかった。これでは、薬を承認する機関に提出しても、どちらも手が上がっている状態と見なされ『治療効果ナシ』と判断されてしまう。そこで何かしらの指標が必要だと考えていました」

加藤教授は、遺伝子の変異によって生まれる病気の研究でも知られている。なかでも、免疫異常の原因物質(分子構造)を世界で初めて『立体的(3D)』に捉え、新薬開発へと導いた功績が大きい。『ハイテク技術を用いて立体構造を解明していく』ことは得意分野なのだ。

「体の動きを3Dで表現しようと考えたときに、スポーツの世界ではモーションキャプチャを使っているなと思ったんです。そこで、学内に眠っていた装置を引っ張り出して計測をしてみました。しかし、既存の方法論では臨床現場で必要とされる評価ができない。つまり、ぎこちなく上がる手と、滑らかに上がる手の違いを数値化できなかった」

モーションキャプチャとは、複数の赤外線カメラを並べた場所でマーカーと呼ばれる小さな球体を体に取り付ける。すると、カメラがマーカーの動きを捉え、軌道を計測していくというものだ。主に、正常な動きと比べてどれくらいズレているのかを計測するものであり、また正常値とされるものは健常者を対象としたものであった。

シンプルを極めたら、
アップルウォッチでも測定できることが判明

「臨床的な所見をどうすれば数学的に表現できるかを試行錯誤をしているとき、大学行きのバスの中で出会った方に話しかけてみたら、偶然にもコンピューターサイエンスを専門とする松丸先生だったわけです」

共同研究者である松丸直樹さんは、会津大学のコンピュータ理工学部、米国ウェイン州立大学コンピュータ研究科を経て、ドイツのフリードリッヒ・シラー大学コンピューターサイエンス研究科で理学博士となった人物。しかし、そんな専門家とタッグを組んでも『滑らかさ』の指標づくりには5年の歳月がかかった。

「できあがってみれば、1ヶ月もあればできたと思えるかもしれない(笑)。基本的な計算方法は、かなり早い段階でほぼ決まっていました。でも、患者さんにお願いするタスク(動き)と、我々が考えている解析手法がフィットするかなども含め、実証して検証して、最終的な計算まで詰めるのに時間がかかったんです」

一般的に、ぎこちない動きとスムーズな動きの違いは、モーションキャプチャを使いマーカーがブレる姿を表現すればいいと考える。そこで『ブレ』とは何かを考えたとき、加藤教授らは『空間精確性』(反復運動した際の、軌道の差を体積に似た数値として算出)と、『滑らかさ』(連続するベクトルの変化のズレから軌道の歪みを算出)というふたつの指標を取り入れた。

「一般的なモーションキャプチャは、20~30個のマーカーを取り付けるので、それもまたモーションキャプチャが臨床現場で敬遠される要因です。そこで、我々はできる限りシンプルなものを作ろうと思い研究開発した結果、マーカーが1つあれば解析できることがわかりました。その副産物としてアップルウォッチに内蔵されている加速度センサーなどを使っても、ほぼ同じ『空間精確性』『滑らかさ』という解析指標を使って評価できることがわかりました。実際の計算式はまったく別物なのですが(笑)」

モーションキャプチャを使う場合は、赤外線カメラなどの装置が必要になるが、アップルウォッチなら専用のアプリを使うだけ。これならば、町のクリニック、さらには在宅でも測定することができる。そうなると、遠隔医療の領域まで広がっていくことが予想される。また、動画に比べてモーションキャプチャやアップルウォッチからのデータは、せいぜい数十キロバイト。そのため、データのやり取りや保存も容易だ。今後、世界中からモーションキャプチャやアップルウォッチからのデータが集まれば、脊髄性筋萎縮症の子どもの標準値も決まってくる。すると、データ解析の手法にも広がりが生まれるかもしれない。

動きの滑らかさを追求すると、
「美」とは何か? にたどり着く

「運動機能を定量評価できるということは、薬の効果を可視化できるだけでなく、逆にどれくらいのペースで悪くなっていくのかもわかります。実は、そこもよくわかっていない部分なんです。また、神経疾患や筋肉疾患の患者さんだけでなく、発達障害の方へも応用できると思われます。さらには、スポーツや踊り、伝統芸能の世界で『キレ』や『美しさ』などと呼ばれる曖昧な表現も、数値で表現できるかもしれません」

私たちがプロのスポーツ選手やダンサーを見たとき、「動きに優雅さがある」「動きにキレがある」などと感心する場面は多い。しかし、なぜそう感じるのかを数学的に表現する術はこれまでになかった。しかし、『空間精確性』と『滑らか』さという指標を応用すれば、従来は曖昧だった『美』の領域へと踏み込むことができる。

「モーションキャプチャはスポーツの分野だけでなく、CGの世界でも使われていたりと、世界中にはさまざまなデータがあります。それらの過去データを使い、我々の解析プログラムで新しい評価軸を得ることができる。そうなると、医療とは違う業界でまったく新しい使われ方が生まれる可能性がある。そうなったら面白いですよね」

最後に、現在気になっている技術についてお話を伺った。

「アップルウォッチなど、ウェアラブルデバイスの進化に注目しています。今後さらに小さくなれば、指の繊細な表現も測定できるなど、ハード面の発達によって次なる展開が生まれる気がします」

加藤善一郎(Zenichiro Kato)
1990年 岐阜大学医学部医学科卒業、岐阜大学医学部小児科入局。
1997年 岐阜大学院医学研究科修了(医学博士)、奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科(国内留学・研究員)
1998年 岐阜大学医学部 助手(小児科)
2004年 岐阜大学医学部 講師(小児科)
2005年 ハーバード大学分子細胞生物学留学 客員研究員
2010年 岐阜大学医学部 准教授(小児科)
2011年 岐阜大学大学院医学系研究科 臨床教授(小児病態学)
2014年 岐阜大学大学院連合創薬医療情報研究科 教授(構造医学)、岐阜大学大学院医学系研究科 教授(小児病態学)

(text: 富山英三郎)

(photo: 岐阜大学)

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本当に法律問題はモビリティ進歩の壁なのか?国内イノベーションの実態

吉田直子

移動サービスをシームレスにつなぐMaaSのようなシステムや、自動運転などのテクノロジーは、世界各国で研究・導入されている。日本でも実証実験はされているものの、まだ実用化は進んでいないのが現状だ。その原因のひとつに、道路交通法をはじめとする法規制があるとされている。知財関係の訴訟に詳しく、多くのスタートアップにも関わる溝田宗司弁護士に、国内モビリティの法律面での問題点を聞いてみた。

新興国に突破口!?
新たなビジネスプレイヤーの登場も

世界各国でイノベーションが起こっているMaaSや自動運転車、ライドシェア事業。しかし、日本はというと、既存のものの組み合わせで終始している場合が多い。日本の交通網は成熟しているがゆえ、それに伴う法規制も多くなる。そこで、法の範囲の中でタクシーに関するアプリ業務を委託するなど、一定の枠の中の開発になりやすい。また、モノ作りにおいても、日本は採用する部品ひとつとっても、許認可のルールが厳しい。日本ではモビリティに関するイノベーションは起きにくいのだろうか。

「日本には,白タクなどを規制する道路運送法というものがあって、タクシーのようなことをやろうとしても自由にできるわけではありません。例えば,MaaS事業者として有名なUberは,日本にも上陸していますが,海外と同じサービスを提供できているわけではありません。では,日本でMaaS事業者が出てこないのかというと、意外にそうではないと思います。例えば、日本のベンチャーでフィリピンでバスとタクシーの中間のようなモビリティの提供をはじめた会社があります。時間通りに走らせるのではなくて、すべての車両を等間隔で走らせ、5分待てばバスが来るというシステムです。当然,日本で同じことをやろうとしても、許認可が必要になってくるので、東南アジアでの事業化をめざしています」

もはや国内にこだわらず海外で始動するベンチャーは多いと語る溝田弁護士

つまり、グローバルな規模で見れば、日本のモビリティ企業も活躍しているということだ。溝田氏によると、やはりビジネスモデルそのもので勝負するタイプの企業は、海外に出ていくことが多いという。さらに、ビジネスモデルそのものが大きく変化しているのも特徴だ。

「以前はビジネスプレイヤー(メーカー)がいて、そこからユーザーはモノを買ったりサービスを受け取っていました。でも、今は、そのやりとりの『場』を提供するプラットフォーマーがどんどん出てきていて、ベンチャーにもその流れがきています。従来は,オープンイノベーションという形で,資金が豊富な大手が場を提供して、ベンチャーが技術を提供したり、モノを開発するというパターンがよくあったと思いますが、今はIoT関連などの分野では、ベンチャー企業がプラットフォーマとなる例も登場してきています。ビジネスとしても大きいので、様々な企業がプラットフォーマーになりたがっている時代です」

前述のベンチャーも、主体は新公共交通システムの提供だ。従来は国がおこなってきたプラットフォーマーの役割を、私企業が担うようになってきている。その競争は、世界では、もう始まっているという。

モビリティ改革には
法整備のためのロビー活動も必要

ただ、国内ではやはり法規制の問題がある。グローバルに戦略を展開するとしても、国内での発展をおざなりにはできないだろう。限定された地域でのモビリティの実証実験は数多く行われているが、果たして、それを一般の社会に適応できるのか。そこで吸い上げられたリスクや問題点が、法改正などに反映されなければ意味がない。

「実証実験の目的は課題を抽出すること。ところが、日本の実証実験はうまくいくことが前提になっている面がある。例えば、自動運転を日本の社会に取り込んでいこうとしたら、法整備は絶対しなくてはいけません。事故を起こした時に、誰が責任を取るのか。プレイヤーなのか、サービスを提供した会社なのか、許認可の問題なのか。刑事上の責任、民事上の責任、行政上の責任、3つが関わってきます。でも、本当に課題が明確になっていないと、法整備はできない。最初から100点を取るのは無理だとしても、100点を目指してやるべきで、そのために実験をやるんだという本来の役割・目的を忘れないようにしたほうがいいでしょう」

開発段階でいつも話題がテーブルに上る法整備の問題だが、現状では日本のモビリティの実証実験の現場に法律の専門家が入っているケースは少ない。今後どういう規制が必要なのか、どんな法律的な問題が想定されるのかが、わからないのではないかという危惧もある。

「本当は新しい産業が立ちあがってくる時には、ロビイングのような活動が必要なんです。既存の規制はこうだけれど、こういう社会になるのだったら、新たにこういう規制が必要になるから、国会に働きかけて作りましょう、と。これをロビイングというのですが、日本ではあまり行われていません。アメリカでは盛んにやるわけです。利権団体をまとめて国と交渉する、いわゆるロビイストが普通の仕事として認められている。日本でもそういう活動が必要になると思います」

必要性は感じつつも、実際の動きに結びつかない理由はどこにあるのだろうか。例えば、弁護士がロビー活動のキープレイヤーとして動くことはあり得ないのだろうか。

「モビリティの話に関わらず、弁護士とビジネスマンとの距離感の問題もあると思います。私がいうのも変ですが、日本で弁護士というと、“先生” という扱いで敷居が高いイメージです。でも、アメリカでは、“特殊な知識を持っていて、それがビジネスになっている人” という扱いですね。ですから、わりと軽くビジネスの相談もできるのではないでしょうか」

ただし、この現状も、変化しつつあるという。
「日本でもベンチャーに関連する弁護士もたくさん出てきて、そうするとシームレスなサービスを提供しないとスピード感についていけない。ですから、最近は国内の弁護士の中にもまるで同じ会社で働く同僚みたいに気軽にアドバイスをするタイプの弁護士が増えてきています」

法律を作りつつ
条例で地域格差をカバー

日本でモビリティ革命が進まないもう一つの背景には、都市と地方の格差があるといわれている。様々な交通網が張り巡らされた大都市圏では、新たな移動手段が必要とされない。一方で、地方では過疎化が進み、自動運転車やライドシェアなどのニーズが高まっている。必要なモビリティが、地域によって大きく違うのだ。これについて、溝田氏はこう語る。

「憲法上の要請により、法令と条例の関係というのが問題となります。この点、法令が全国的に一律に同一内容の規制を施す趣旨ではなく、その地方の実情に応じて、別段の規制を施すことを容認する趣旨であると解されるときは、条例による規制ができるとされています。MaaS関連については、ある程度は国の法律で決めた上で、各地方自治体の条例で差を出していくというのが現実的だと思いますね」

様々な問題点はありつつ、日本のモビリティにも可能性があることがわかってきた。ところで、モビリティに関わらず、イノベーションという面で、多くの知財特許などにかかわってきた溝田氏によれば、「ビジネスモデルの特許出願が増えている」という。いったいなぜなのか。

「特許は本来、モノ作りのためのものでした。特許というのは新規性、進歩性その他が条件になる。ビジネスモデルなんて発明じゃないとされてきたんですね。ところが、最近、ビジネスモデルの特許出願が増加し、特許になる確率も上がってきています。ビジネスモデルで勝負するという時代にはなってきていると思います」

MaaSなども、まさにビジネスモデル。ハードを提供するというよりは、シナジーやプラットフォームを提供する流れは、これからも加速していくだろう。モビリティの改革も、その流れの中にあることは間違いない。

 

溝田宗司 (みぞた・そうじ)
MASSパートナーズ法律事務所共同代表パートナー。2002年同志社大学工学部電子工学科卒業後、日立製作所にて特許業務等に従事。2003年弁理士試験合格(同年12月登録)し2005年からは特許コンサルタントとして活動。その後、2005年大阪大学高等司法研究科入学、2008年03月修了、2009年09月司法試験合格し、11月より司法研修所入所(新63期)、2010年に弁護士登録、2012- 首都大学東京MBA非常勤講師(知財)、2018年度、2019年度 関東経済産業局主催オープンイノベーション促進のための支援体制構築事業に参画、特許訴訟や特許戦略に強い弁護士として活躍している。

(text: 吉田直子)

(photo: 増元幸司)

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