テクノロジー TECHNOLOGY

3DプリンティングとAIの機械学習。先端技術で義足の価格を1/10に!

浅羽 晃

現在、一般的な義足は30万円、あるいはそれ以上と高価だ。そのため、途上国では義足を必要とするのに持てない人が多くいる。日本では補助金が出るため、1本目は約3万円だが、QOL向上のために2本目を購入しようとすれば、一般には30万円以上の負担となる。そうした状況のなか、3Dプリンタを用いることで、1本約3〜5万円という大きなプライスダウンを実現しようとしているのがインスタリム株式会社だ。本格的な事業スタートを来春に控えるC.E.O.の德島泰氏にお話をうかがった。

青年海外協力隊の赴任先、フィリピンで
3Dプリンタによる義足を試作

大手医療機器メーカーに勤務していた2012年、德島泰氏はJICAが派遣する青年海外協力隊の一員としてフィリピンへ赴任する。その経験がなければ、「必要とするすべての人が、義肢装具を手に入れられる世界をつくる」をビジョンとするインスタリム株式会社を起業し、C.E.O.となることはなかっただろう。

「もともと途上国に対する支援に興味があり、途上国の人たちの役に立ちたい、本当に困っている人に対する医療を提供したいという気持ちがありました。会社に籍を置いたまま、フィリピンに行ったのです」

青年海外協力隊は、途上国の産業振興の役割も担う。大手医療機器メーカーではデザインセンターに所属していた德島氏は、デザイン職のプロフェッショナルとして、デザインによって現地の産業を元気にするミッションを与えられたのだ。

「当時は3Dプリンタ自体がめずらしかったのですが、そんな最新機器を田舎の町にインストールしたりしました。ハイテク機器を使って田舎のエリアの町おこしをするのは興味深いということで、(ベニグノ・アキノ3世)大統領が視察に来たこともありました。そのような状況のなかで、3Dプリンタを使って義足が作れないかという話を、現地の人からたびたび聞くようになったのです。JICA事務所からも同じような話がありました。フィリピンではそれほど義足の需要があるのかと、現地で聞いて回ったりすると、義足をつくるところが全然ないと言うのです。そして、町には足がなくて、物乞いをしている人がたくさんいることに気づいたのです」

フィリピンには、義足を必要としているのに、義足を持っていない人がたくさんいる。それは、大きな理由が2つあるからだ。

「理由の1つは値段が高いこと。もう1つは、つくるための施設がないことです。首都のマニラでも公立の施設が2つあるだけで、田舎にはほとんどありません。それなら3Dプリンタでつくってみようかと試してみると、プロトタイプができたのです。あれ? これはできるんじゃないか? そう思ったのが、インスタリムの原点です。現地の廃材や竹で義足をつくれないかと考えたこともありましたが、3Dプリンタのプラスティックは安い素材なので、安い義足ができるに決まっています。その点でも、3Dプリンタの義足には可能性を感じました」

AIとオリジナルCADを関連させることで
義足の製作工程を簡略化できる

義足のフィット感を決定するのがソケットで、その形状はオリジナルCADによってつくられる

2年間のフィリピン赴任を終え、2014年12月に帰国すると、德島氏は勤めていた医療機器メーカーを退社した。しかし、ただちに起業はしていない。

「ビジネスベースで考えると、3Dプリンタはスペシャルなものが必要です。また、CADソフトウェアもオリジナルなものが必要だと思ったので、それを開発するために慶應義塾大学にマスターとして入りました。奨学金で食いつなぎながら開発を続け、2017年に合同会社をつくり、今年(2018年)の4月に株式会社としました」

類例のない3Dプリンタによる義足をつくるのだから、開発は試行錯誤の連続だった。

「プラスティックの義足は折れる危険があるため、十分な強度のある素材を開発するのに苦労しました。また、3Dプリンタを使って義足をつくるとき、層と層の継ぎ目で折れやすくなるなどの特有の問題も数多くあります。そこで、力のかかる方向に対して、強度が増すようなプリントの仕方を考えるなど、多くの工夫を行いました。そのため、3Dプリンタも専用の大型のものが必要となりました」

インスタリムの義足づくりは、AIを用いる点も特徴的だ。

義足装着時に大きな力がかかる方向に対しての強度を高めるため、強度が増すようなプリントの仕方を考えるなど、多くの工夫を行った

「私たちの義足づくりは、まず、義足を必要としている患者さんに来ていただいて、患者さんの断端を3Dスキャンします。これを私たちのオリジナルCADにインポートし、それをもとに、形状をつくり、ソケット(断端に触れる部分)をつくります。義足を装着したときに、触れて痛い部分が出てくるため、それを義肢装具士が修正する必要があります。義肢装具士がヒートガンなどを使って形状を修正し、患者さんにフィットさせることにより、まったく痛くない形状で、歩きやすい義足を製作できるのです。ここでポイントとなるのは、患者さんの足のそのままのデータと、まったく痛くない形状には違いがあることです。患者さんの元データをインポートしたら、結果的にはこういう形状の義足が出てきたということをAIに学ばせると、最終的には、出来上がりまでの工程も減らせます」

インスタリムは2019年春に、フィリピンで本格的に事業をスタートさせる計画がある。実質的なスタート地点をフィリピンとしたのは、安価な義足に対する需要が大きく見込まれるのに加えて、もう1つの大きな理由もある。

「私たちの事業はAIを使っているので、データをいかに集めるかということがポイントなのですが、日本、アメリカ、ヨーロッパなどでは、いろいろと越えていかなければいけない規制の壁があります。フィリピンの場合は、義肢装具に関する法律がまったくないので、規制の壁なしに事業を始めることができるのです」

事業拠点としては、多数の3Dプリンタを備える工場を、メトロ・マニラに設ける。

「スキャンした患者さんのデータはEメールで受け取れるようにしているため、地方にいる患者さんの義足も、メトロ・マニラの工場でつくって、提供できるというビジネスモデルを考えています。売値は3~5万円です。日本では30万円くらいしますから、10分の1くらいに抑えることになります」

QOLを向上させるための義足市場は
日本に手つかずのまま残っている

現在、インスタリム本社は、世田谷区が廃校となった中学校の校舎を利用した「世田谷ものづくり学校」内にある

日本での事業展開は、視野に入れているのだろうか?

「もちろん、考えています。たとえば、中学2年生でバレーボールをやっている義足の女の子がいたのですが、義足の足首が固定されているため、スニーカーしか履いたことがない、おしゃれができないと言うのです。日本では補助金が出て、どれほど高価な義足でも3万円程度で買うことができるのですが、それは1人1本までなのです。おしゃれのために、もう1本、義足を買うとなれば、30万円の負担ということになります。しかし、私たちが3万円で提供できるとなると、彼女はおしゃれをするために義足を買うことができるのです」

ウエディングの市場もあると考えている。

「義足の女性には、ウエディングドレスが着られないという悩みをお持ちの方も多いのです。なぜなら、ハイヒールが履けないからです。義足のタイプによっては、和装もできません。そうした理由で、結局、結婚式をやらないという方も大勢いるようです」

婚礼用の義足が手軽に手に入るようになれば、多くの人が、大きな幸せを感じることになるだろう。

「金属パーツのある一般的な義足だと、温泉に行けないとか、海に行けないとか、生活の不便があるようなのです。しかし、3Dプリンタでつくるプラスティック製の、水に浸かっても大丈夫な義足があれば、それも改善できます。2本目、3本目の、QOLを上げる義足があれば、生活そのものが変わるのです。生活を豊かにするための義足の市場は、日本にあると考えています」

医療機器メーカーで、3DプリンタやCADの扱いに慣れていた德島氏が、義足不足が顕著なフィリピンに行ったことがきっかけで、インスタリムの事業はスタートした。それは偶然の産物とも言える。しかし、偶然によって、すばらしい未来がつくられることもあるのだ。

德島 泰(Yutaka Tokushima)
1978年、京都府生まれ。コンピュータ部品のベンチャー企業に勤務した後、大手医療機器メーカーで働く。2012年から青年海外協力隊でのフィリピン赴任を経て、2014年、大手医療機器メーカーを退社。2017年、合同会社インスタリムを立ち上げ、2018年4月、株式会社として、現在、C.E.O.。「自分たちだけが幸せになるのではなく、製品を使っている人も、つくっている人も、素材に関わる人も、みんながフェアになる仕事をする」のがモットー。

(text: 浅羽 晃)

(photo: 増元幸司)

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リサイクル循環のすべてに関わることで、真のサステナブル社会が実現する

富山 英三郎

サステナブル、SDGs、カーボンニュートラルなど環境にまつわるワードが飛び交う現在。一部ではトレンドとして消費されている側面もあるが、環境への取り組みは地球規模で求められる切実な問題となっている。石灰石を主原料とした素材LIMEX(ライメックス)を開発した株式会社TBMでは、素材メーカーの枠を超えてリサイクル循環の全工程に関わるビジネスを展開。その真意を探った。

環境への配慮が
一過性のトレンドではない時代

環境保全への取り組みだけでなく、貧困や教育、ジェンダー平等まで包括的に盛り込んだSDGs(持続可能な開発目標)。CO2排出量に焦点を絞ったカーボンニュートラルへの取り組みなど、身の回りの環境に対する興味関心が世界的に高まっている。かつて環境問題は賛否両論のある議題だったが、異常気象の発生頻度が世界中で高まっていることもあり、より身近な事柄として捉える人たちも増えた。それはMZ世代(ミレニアル世代とZ世代を合わせた造語)と呼ばれる若い層において顕著になっている。

さらに、新型コロナウイルスの影響によるサプライチェーンの混乱もあり、素材や部品の価格が乱高下する事態も頻繁に発生。従来の枠組みだけでは対応できない状況が増える中、社会全体がシステム変更を求められる場面が増えている。

そんな中、注目を集めているのが、2011年設立のTBMが開発したプラスチックや紙の代替製品を成形できる複合素材「LIMEX(ライメックス)」である。

石灰石を主原料とする
リサイクル可能な複合素材

「LIMEXは炭酸カルシウムなど無機物を50%以上含んだ素材であり、主原料は石灰石になります。石灰石は世界各地で採掘できる安価な素材で、資源の乏しい日本でも自給自足できるほどあります。また、炭酸カルシウムは石灰石を粉砕して製造するので、石油プラスチックと比較して原材料調達段階でのCO2排出量を約1/50も削減できるんです」。そう語るのは、TBM経営企画本部の土井英人氏。

石灰石を原料とする紙の代替製品は以前からあり、ストーンペーパーと呼ばれている。木材パルプを使わないため森林伐採が起きず、製造時に水をほとんど使わないので水不足にも対応するなど環境に優しい。また、水濡れに強く強度もあり、理論上はリサイクル可能といった魅力がある。
TBMの社長もかつては台湾製ストーンペーパーの卸売をしていたが、品質が安定しないという不満により自ら開発に着手。しかし、紙の代替である「LIMEX Sheet(ライメックスシート)は大量生産がうまくいかず苦労を重ねた。

その後、パートナー企業の協力もありプラスチックの代替品製造に成功。世間的に海洋プラスチック問題が浮上し、脱プラスチックが叫ばれるタイミングでもあり大きな注目を集めるようになった。

「実際に触っていただくとわかりやすいのですが、ツルッとした質感が特徴で、そこが類似品との大きな違いです。一般的に炭酸カルシウムなど無機物を50%以上含ませるとザラついたり厚みがバラついたりしてしまうんです。LIMEXシートは最薄で150ミクロン(0.15mm)のものがあり、厚みも均一なので冊子などにも利用されています。現在はさらに薄いシートも開発中です」

LIMEX Sheet(ライメックス シート)

LIMEX Sheetはさまざまコーティングができ、各種印刷方式にも対応。防水性があり汚れが落ちやすいシートは、吉野家やガストといった外食チェーンのメニュー表として採用されている。その他、ポスターとして活用されることも多い。評価されたのは機能面のみならず、アップサイクル(再製品化)可能なサステナブル性を満たしている点にある。

既存の機械でさまざまな
プラスチック製品に成形可能

プラスチックの代替品が成形可能なLIMEX Pellet(ライメックスペレット)においては、さらに熱い視線が注がれている。読んで字の如くペレット状になっているため、これまでプラスチック製品を作っていた機械であれば、多少の調整をかけるだけでLIMEXを使った成形ができる手軽さも魅力だ。

LIMEX Pellet(ライメックスペレット)

「プラスチック代替製品として一番売れているのがLIMEXを使ったバッグです。レジ袋タイプのものからリユーザブルバッグ(リサイクル素材を使ったエコバッグ)まで幅広く人気があります。その他、食品用容器は140℃までの耐熱性があり電子レンジの使用も可能なので、デリバリーはもちろん冷凍食品の容器としても使われています」

ロット数によってバラつきはあるものの、一般的なリサイクル素材よりも安価に作れるというのも魅力。それら複合的な要素が重なり、LIMEX製品を使っている会社はすでに6000社を超えた。

回収からアップサイクルまでの
システムも構築

良いことづくめのLIMEXではあるが、古紙(既存の紙)やプラスチックとして回収されてしまうとリサイクルが難しい。燃えるゴミになる分には問題ないが、あくまでも主成分は炭酸カルシウムなので紙やプラスチックとは再生方法が異なってしまうのだ。

「使用済みのLIMEXは再ペレット化して、新たな製品に生まれ変わらせることができます。現在はそこからさらに発展させて、プラスチックなどの再生材料を50%以上含むCirculeX(サーキュレックス)という新たな素材ブランドもスタートさせています」

CirculeXは、使用済みのLIMEXのみならず一般的なプラゴミなどで作る再生素材・製品およびその仕組みのこと。現在、急ピッチで回収の仕組みづくりをおこなっており、そのひとつに自治体との連携がある。一例としては神戸市との実証実験。これは市民や企業から回収したペットボトルキャップやストレッチフィルムなどを使用して、指定ゴミ袋を期間限定で製造・販売するというもの。その他にもいくつかの自治体と連携する動きを見せている。

さらには専用アプリを開設し、LIMEXまたはペットボトルキャップを提携ショップの回収ボックスまで持参するとポイントがもらえ、集めたポイントは社会貢献団体への寄付やTBMの運営するECサイト「ZAIMA(ザイマ)」で使用することができる取り組みもおこなっている。また、同社は先月末、使用済みのLIMEXと廃プラスチックを自動選別・再生する国内最大級のリサイクルプラントプロジェクトの始動を発表した。

「弊社では“サステナビリティ革命を起こす”というスローガンを掲げています。つまり、サステナビリティ分野でトップランナーを目指すということです。そのためにできることはスピード感を持って進めています」

「CirculeX」という名前を付け、意匠を凝らしたロゴを作り、取り組み自体をブランド化させている点にも大きな意味がある。

「プラスチックのリサイクルは石油価格にすごく影響されるんです。石油価格が上がると再生材料に人が集まり、下がると人がいなくなるということが起きる。そんな状況では廃棄プラスチックの回収業者を含めシステム自体が安定しません。市況に関わらず再生材料の需要を安定させる目的もあって、CirculeXだから買おうというお客様を増やしていきたいんです。それこそがサステナブル社会への近道だと考えています」

水や森林資源に乏しい国々からも
注目を集めている

前述のように国内で6000社以上との取り組みがある同社は、海外にも目を向けている。

「日本にいると認識しづらいですが、水資源に乏しい国はとても多いんです。そういう場所は森林資源も乏しいわけです。わかりやすくイメージできるのは砂漠の多い中東などです。そういう国々に対しては、水を節約しながら紙の代替品が作れることが大きなアドバンテージとなります」

その他の国々においても、原料となる石灰石を自国で採掘できるので、輸入原料を減らしながら自国生産できるというメリットがある。コスト削減のみならず、安定供給ができるという点でも有効だ。

カーボンニュートラルの考え方からもわかる通り、今ではシステムの一箇所だけを抜き出すだけでは「環境対応をしている」とは言えなくなっている。原料採取、製造、輸送、ゴミ処理、再生産などトータルで環境に優しいかという「本質」が求められている。そこには正しい知識や情報の開示など、真摯な姿勢が求められる。TBMでは各種データの公表を積極的におこなっており、サステナブル社会の実現という社会課題に向けて高い技術を用いながら挑んでいる。

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(text: 富山 英三郎)

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