レディメイド（既製品）で対向配置の３指構造。それが電動義手“Finch（フィンチ）”の大きな特徴だ。日本の義手ユーザーの85%以上が装飾義手を使用している現状を考えれば、その構造もヴィジュアルも、メインストリームと逆行していると言わざるを得ない。とはいえ、無駄をそぎ落としたスタイリッシュなフォルムには、不快感ではなく好印象を抱く人も少なくないはずだ。しかも軽量で使いやすく、日常生活で求められる動きや負荷にもオールマイティに対応できると聞けば、大きな可能性を感じる。この興味深いプロダクトを生み出したキーマンの一人、大阪工業大学の吉川雅博准教授を訪ねた。

ソフトを研究しても
それを乗せるハードがなかった

JR大阪駅から地下通路を10分ほど歩けば、地上に出ることなく大阪工業大学の梅田キャンパスに到着する。今年４月に完成したばかりの真新しいキャンパスは、地上21階建ての高層ビル。真横には梅田を象徴する巨大な観覧車がそびえ立つ都会の真ん中に、吉川雅博准教授の研究室はある。

吉川氏は、今でこそロボティクスや福祉工学分野で多彩な研究を行っているが、もともとは心理学、行動科学、IT企業のマーケティングといったまったく別の分野に身を置いていた。ロボティクス分野に携わってからも、ハードではなくソフトの研究をしていたと語る。

「最初は義手の専用ソフトみたいなものを研究していたんです。腕につけた筋電センサーを機械学習させてあげると筋電だけで７動作できるようになるとか、そういうことを追求していました。ただ、いくらソフトを研究したところで、それを乗せるハードがないことに気がついたんです。実際にハードの開発を始めたのは2010年ごろ。もう必要に駆られてという感じでした」

吉川氏は研究室の奥のデスクでプロダクト開発を行うことが多い。乱雑に置かれた工具を巧みに使いながら、職人のようにリペアやメンテナンスもこなす。

もっと軽くて安くて
簡単に着けられる義手はないものか

日本で圧倒的に使用されているのがこちらのような装飾義手。リアルな見た目は魅力的だが、機能はほぼない。

現在の日本では、上肢の欠損者は約８万人、前腕欠損者は約１万人と推定されている。前腕欠損者が作業に使用できる義手は、大きく分けると「能動フック」と「筋電義手」の２種。とはいえ、前者は作業性に優れるが、フックの形状が心理的負担になる、後者は自然な操作性があっても非常に高価という難点を持ち合わせているため普及には至らず、多くの人は把持機能のない装飾義手を使用している。Finchは、それらの多くの問題点をクリアした画期的な提案でもある。

「そもそもは、“オーバースペックで重い義手ではない、もっと軽くて安くて簡単に着けられるものはないかな”という（国立障害者リハビリテーション研究所の）河島（則天）さんとの何気ない会話からスタートしました。実は河島さんがカナダに行った時に、マジックハンドのような子ども用の玩具を見て、“これはいい”とインスピレーションが沸いたそうです。そんなアイデアから互いに煮詰めていって、人と接する部分に使うサポーター作りのノウハウのあるダイヤ工業さんにも間に入っていただきながら、試作していきました」

機能を足すのではなく
引き算で作ったのがFinch

Finchは、そんないい意味での“お手軽”な発想が何よりもユニークだ。簡単に装着できるのはもちろん、とにかく軽い。2011年に開発がスタートしてから約１年で３Dプリンターを導入し、その開発スピードはさらに加速した。最終的には、ほぼすべての工程を研究室で作り、メンテナンスもできる状態が整ったという。

「いまFinchは、我々の研究室でほぼ100%設計しています。さらに仕上げまで研究室でやっているのですが、それはかなり珍しいケースです。通常は、あるところまで研究室で作って、あとは業者に仕上げてもらいますが、Finchは仕上げは疎かメンテナンスまで研究室で行っています。そこまでやらないと、関わっていただく企業のコスト負担を軽減できないという理由もあります」

無駄を削ぎ落としたシャープなフォルムが印象的なFinch。ロボティクスの技術が活かされた対向３指構造は、これまでの義手のイメージを覆した。総重量330g、価格は15万円。

無駄を削ぎ落としたデザインは、見た目のシンプルさや美しさだけでなく、モノづくりにかかるコストを軽減している。それが買いやすい値段を生み、ユーザーの親近感へと繋がっている。便利でハイスペックな筋電義手にはない大きな魅力だ。

「何か機能を足すのではなく、どちらかといえば引き算で作ったのがFinchです。電動義手に必要な機能だけを残して、無駄を極力省いている。実は、企画段階から150万円の筋電義手の10分の１の値段にするという目標がありました。それを実現するためには、モーターもフィードバックのためのセンサーもたくさん使えませんが、試行錯誤を繰り返しながら少しずつハードルをクリアしていきました。ちなみに、表にネジが出ないように設計した見た目の格好良さもこだわりです（笑）」

後編へつづく

吉川雅博（よしかわ・まさひろ）
大阪工業大学ロボティクス＆デザイン工学部システムデザイン工学科准教授。北海道大学文学部で認知神経科学を学び、卒業後はIT企業に入社。企画・マーケティングに従事した後、筑波大学に再入学。産業技術研究所の研究員を経て、奈良先端科学技術大学院大学ロボティクス研究室の助教に就任。2016年４月より現職。専門は福祉工学。国立障害者リハビリテーションセンター研究所の河島則天氏とFinchを企画立案したのは2011年。東京大学生産技術研究所の山中俊治氏も開発に加わり、同プロダクトは、2016年の１月にはダイヤ工業より正式に販売を開始。同年、超モノづくり部品大賞にて健康・バイオ・医療機器部品賞を受賞。

八千代工業（以下、ヤチヨ）は、樹脂製燃料タンクとサンルーフを主とした自動車部品の研究開発・製造・販売と、自動車の受託生産を主要事業とする企業。その名が、自動車とは異なるパラスポーツの世界で人々の耳目に触れるようになった一つの大きなきっかけは、2014年10月より同社に所属する車いすマラソン女子の第一人者・土田和歌子選手の存在。これまで夏季と冬季を合わせてパラリンピック7大会に出場し、夏冬の両大会で金メダルを獲得するという日本人初の偉業を成し遂げたレジェンドだ。そんな土田選手が惚れ込んだのが、ヤチヨが、ホンダR＆D太陽株式会社（ホンダR&D太陽）と株式会社本田技術研究所（以下、本田技術研究所）と三社共創で開発する“レーサー”こと、陸上競技用車いす。開発の裏側を探るべく、同社開発本部生産技術部新商品技術ブロックリーダーの柴崎博文氏に話を伺った。

モノコックのCFRP製レーサーができるまで

取材に訪れたこの日、ヤチヨの埼玉研究所内の作業場では、ある選手のためのオーダーメード・レーサーの製作が行われていた。前編で登場したCFRP製シートとメインフレームが一体型になったモノコック構造のハイエンドモデル『極＜KIWAMI＞』である。写真は、最終的な“合わせ”の微調整をしている段階だが、これが何を意味するかを理解する上でも、まずは、レーサーの製造過程についてご覧いただこう。

一連の製造工程は、レーシングカーをはじめとするCFRP製部品と全く同じ。3Dスキャナーにより取得した選手の体のラインやポジションなどのデータを基に設計した型に、炭素繊維に熱硬化性樹脂を均等に含浸させた「プリプレグ」というシート状の成形材料を定められた向きで型に転写し、手作業で張り込んでいく。このプリプレグこそが、CFRPの正体。防弾チョッキにも使われる強靭な材料で、平織、朱子織など、さまざまな織り方のものがあるが、ヤチヨでは見た目にも美しいことから綾織を採用している。

「（プリプレグは）必要以上の力が少し手に入っただけで、目が縒れたりすることがあります。縒れると、強度にも影響するため、ベテランの職人が細心の注意を払いながら、製作にあたっています」と柴崎氏は話す。

「張り込みが終わると、真空パックに入れて、空気圧を掛けて真空引きをします。ちょうど布団の圧縮袋のような感じです。その状態のまま、高温高圧のオートクレーブで焼き上げることで、プリプレグがぴったりと綺麗に転写された状態に仕上がります」

冒頭で触れた“合わせ”とは、焼成する前に、それぞれ張り込みを行った左右対称の型を合体させること。合わさった中心ラインに対して、プリプレグの綾織のラインが均等になっているが、これも、熟練の職人だからこそ成せる技。

プリプレグは、継ぎ目なく繋がっていることに意味があり、カーブのきつい部分などは、ハサミでスケープを入れるなどして綺麗に処理をしていく。これもまた職人の手に依るところが大きいテクニックだ。

CFRPが秘める未来の可能性とは

軽量で剛性に優れるだけでなく、高い振動吸収性を持つCFRP。その特性から、ロードバイクの世界でも、CFRP製の自転車に乗る人が増え、自動車業界でも、一部の高級車に使われるなど、用途展開は徐々に広がりつつあるが、まだ広く普及していないのが現状だ。

「航空機やロケットなど、特定の領域では使われていますが、アルミなどに比べると、10倍近い価格ですし、現段階では、そう簡単には使えない高級素材だと思います。カーボンは、元々繊維です。それに樹脂を染み込ませたものが、私共のレーサーにも使用している炭素繊維複合材であり、鉄筋コンクリートの理論と同じで、樹脂を混ぜることによって強靭な素材になります。最近は、複合材も世に出てきていますし、今後、もっと普及していけば、コスト的にもより使いやすい素材になるのではないかと思います」

レーサーの開発で培った技術やノウハウを今後どのように活かしていきたいと考えているのだろうか。

「社内の部活動的に、規定量のガソリンで走行距離を競うエコランなども行っているのですが、そういった身近なところから、少しずつ取り入れていけたらいいなと思います。また、カーボンの作業などにおいて、後継者を育てていくことも重要だと考えます。この分野での技術を持つ人が増えていけば、新たなビジネス機会の創出にも繋がるかもしれません」

同社所属の土田和歌子選手によると、ヤチヨのレーサーを使う海外の選手は増えており、東京2020に向けてかなりのユーザー数が増えることが予想される。選手たちの活躍と共に、「真のワールドプレイヤー」になるというビジョンを掲げるヤチヨが、名実ともに世界にその名を馳せる日は近いだろう。

前編はこちら

八千代工業株式会社
http://www.yachiyo-ind.co.jp/