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韓国発、下半身不随や高齢者が歩くためのウェアラブルロボット

岸 由利子 | Yuriko Kishi

2018年3月9日のピョンチャンパラリンピック開会式に向けて、韓国の各地で行われた聖火リレー。そのトップバッターを務めたのは、「WALK ON」という名のウェアラブルロボットを着た下半身不随の聖火ランナー。この世界初のランナーの登場は、韓国のロボット先端技術の凄さを全世界に伝える千載一遇の好機となった。WALK ONの開発を手がけるのは、歩行困難にある人たちのためのロボット開発を目的に、韓国で立ち上がった「SG ROBOTICS」。その画期的なイノベーションの数々をご紹介しよう。

下半身不随の人が歩くための
画期的ウェアラブルロボット「WALK ON」

SG ROBOTICSを率いるのは、韓国・西江大学 機械工学科のKyoungchul Kong教授(以下、洪教授)。2011年、若干29歳にして同大学の准教授に就任した洪教授のもとに、フランスのあるカレッジから、「試験目的で、ウェアラブルロボットを製作して欲しい」という依頼があった。その製作を機に、洪教授は、本格的なロボット開発に乗り出し、やがて、the Severance Chiropractic and Rehabilitation Centerの参画のもと、リハビリテーションを目的としたロボットの開発に着手することになる。

そうして生まれたのが、下半身不随の人が歩くためのウェアラブルロボット、WALK ON。2016年10月8日、スイス・チューリッヒで行われた「サイバスロン」(http://hero-x.jp/article/538/)の外骨格ウェアラブルロボット部門で銅メダルを受賞し、早くも国際的な評価を得た。

最先端テクノロジーが凝縮された
テーラーメイド型ロボット

引用元:SG ROBOTICS
http://sg-robotics.com/en/

引用元:SG ROBOTICS
http://sg-robotics.com/en/

WALK ONのすべての歩行動作は、2本の専用スティックに搭載されたコントロールボタンの操作によって、安全に制御することができる。例えば、平坦な地面を歩く時は、ボタンを押すと前進し、また押すと次の一歩を進む。階段やスロープの上り下り、踏み石などの障がい物をまたぐ時などは、WALK ONがそれらをセンサーで検知し、スマートグラスを通じて、適切な歩行モードの提案を知らせてくれる。

重量は、バッテリーを含めて約30kg。フル充電で、5時間連続使用可能で、既存のウェラブルロボットの中では最高の250Nm(ニュートンメートル)の駆動力と、最大45rpm(回転/分)のスピードを誇る。

WALK ONの最たる特徴は、人それぞれに異なる歩行動作の範囲や関節の回転速度を、医学的データとして分析し、一人ひとりに合った仕様でデザインされていること。人間の足の生理機能を的確にとらえ、その歩行動作を優れたエネルギー効率性と共に再現した、いわばオーダーメイド型ウェアラブルロボットだ。

高齢者、部分的な障がいを持つ人のための
ウェアラブルロボット「ANGELEGS」

引用元:SG ROBOTICS
http://sg-robotics.com/en/

サイバスロンで快挙を成し遂げた翌2017年に発表されたのが、高齢者や部分的な障がいを持つ人のための新たなウェアラブルロボット「ANGELEGS」。個人差はもちろんあるが、筋力が低下している人も、部分的な障がいがある人も、自分の意思で足を動かすことができるため、ANGELEGSでは、人間の生体分子を識別するバイオセンサー(化学センサー)は使わず、必要な時に、ユーザーの歩行動作を認識し、その動きを助長するために、メカニカルセンサーのみを採用。バッテリーを含めて約12kgと軽量で、計12ヶ所に組み込まれた関節部分が、心地よい装着感を実現している。

昨今、世界各地でウェアラブルロボットの開発が進められているが、筋力が低下した人に特化したウェアラブルロボットの分野で、ANGELEGSの右に出る者はまだいない。2017年、ドバイで開催された「UAE Robotics for Good Awards」では、アジア発のイノベーションとして、唯一ファイナルまで勝ち進み、その実力を大いに見せた。SG ROBOTICSによると、2019年の前半には、ANGELEGSを商業化する予定だ。

引用元:SG ROBOTICS
http://sg-robotics.com/en/

2018年2月に、米国ロサンゼルスで開催された「SOLIDWORKS WORLD 2018」では、子ども向けのウェアラブルロボットのプロジェクトに着手し始めたことを明かした洪教授。まだ構想の段階ではあるが、ANGELEGSの小型化を想定しているとほのめかしている。

ロボットは、人々に驚くべきテクノロジーを示すだけでなく、日常の必要を満たすものであるべき。だからこそ、開発者の視点からではなく、ユーザーの視点でロボットを作っていく――SG ROBOTICSの強い信念が、人間とロボットの共生する日常を実現することは、想像にかたくないだろう。

SG ROBOTICS
http://sg-robotics.com/en/

[TOP動画引用元:https://youtu.be/Ahict2CI7oQ

(text: 岸 由利子 | Yuriko Kishi)

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車いすアスリートのレジェンドが惚れ込んだ、最速マシン開発チーム【八千代工業:未来創造メーカー】後編

岸 由利子 | Yuriko Kishi

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/

(text: 岸 由利子 | Yuriko Kishi)

(photo: 河村香奈子 ※土田和歌子選手:壬生マリコ)

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