カシャカシャ、とロボットの指がピアノの鍵盤に触れ、「ふるさと」のメロディを優しく奏でる。NHK連続テレビ小説「半分、青い。」で5月に放送された、印象的な1シーンだ。このロボットの手を製作した東京都立産業技術高等専門学校医療福祉工学コースの深谷直樹准教授は、独自の“からくり”による機構を使った高性能ロボットハンドの研究開発を行っている。ロボットハンドの現在地と未来予想図を、深谷氏に伺った。

人間の手や指の構造を模倣、
さまざまな形状の物を掴めるように

深谷氏が開発したロボットハンドの特徴は、とても単純な制御だけで、さまざまな形状の物を掴むことができる点にある。従来のロボットハンドには、果物や工具のように一つひとつの形や重さがバラバラなものを持つことが難しいという課題があった。指の一本一本、関節の一つひとつにセンサーやモーターを組み込み制御する方法では、多数の電子部品を制御する複雑なプログラムが必要となる。その分操作やメンテナンスの難易度が高く、電力の大量消費や耐久性といった点からも産業利用には壁があったのだ。

この課題を解決しようと深谷氏が考えたのが、独自の“からくり”だった。“からくり”とは、電子制御に頼らず望ましい動作を実現する機械装置の構造的な仕掛けを指す。

「人間の手や指の微妙な構造を模倣した独自の“からくり”を開発しました。すべての関節が機械リンクで結合していて、物体に馴染み、自動的にバランスを取るというもので、協調リンク機構と名付けています。センサーは使わず、基本的には1個のモーターのみで5本の指を動かします。

具体的にどう動かすかというと、つまみを引くだけ。私たちは普段、物を掴むときに“まず親指の関節を30度曲げて……”なんて思いませんよね。それと同じで、直感的に引くだけで勝手に手前にある物に巻き付くという構造なんです」

これまで、業界ではロボットの指は人間が設計した通り、1ミリ単位で精密に動くものという先入観があったと深谷氏は話す。それによって制御が複雑になっていった。しかし、過程はどうあれ、最終的に物を掴むことができればいいはず。こう考えて仕組みをシンプルにしたことで開発に成功した。

「人差し指と中指だけで、薬指と小指はねじれないんです。物を持つときに親指と人差し指・中指を使うことが多いから、ここだけ進化したのでしょうね。いままで見てきた解剖学の文献には載っていなかった発見でした」

解剖学や人間工学といった分野も横断しながら、深谷氏は少しずつロボットハンドを人の手に近づけている。

“からくり”を応用した3種類のロボットハンド

本研究の枠組みは、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業において、ダブル技研と共に行っている。3者は今年1月、“からくり”を応用したロボットハンドを3種類発表した。「F-hand」「New D-hand」「オリガミハンド」だ。

「F-hand」は、人間の手の構造や大きさを模倣した5本指のロボットハンド。前述した果物や工具のほか、ストローなどの細いもの、3kg程度の荷物も持つことができる。

用途として想定しているのは、農作物の収穫や食品工場での箱詰めなど。将来的には、インフラ関係の設備メンテナンス、建築現場での施工、災害現場など危険を伴う場所での作業、家事ロボットとしての食器洗いや掃除などを代替していくことを見込んでいるという。

「New D-hand」は、前述の“からくり”、協調リンク機構を持つ指を3本にすることで「F-hand」とは違った特徴を持たせた産業用ロボットハンド。より大きくて重い物を掴むことができるのが特徴だ。物流・製造業における搬送、組み立て、加工工程等に適していて、既にダブル技研を通じて自動車メーカーや研究所などで使用されている。

金属でできた上記2つのロボットハンドと違い、「オリガミハンド」はその名の通り一枚の紙でできたロボットハンドだ。レーザーカッターで切り出した紙を折り曲げてのり付けするだけの簡単な構造で、つまみを引くと指が曲がる。

鮭やコロッケなど傷つきやすいものを優しく掴める上、金属部品などの異物混入リスクがないため、弁当の具材詰めなどに向いている。縮小・拡大印刷するだけでさまざまなサイズになり、プラスチック段ボールに印刷し強度を増すことも可能。安価で使い捨てができるので、介護ロボや手術ロボなど衛生が求められる現場での活用も期待されている。

なお、「半分、青い。」に登場したピアノを弾くロボットハンドは、「F-hand」を応用し、見た目を昭和55年に開発されたロボットWABOT-2に似せて製作したもの。実際のWABOT-2は指先でタンタンタンと力強くピアノを弾くというが、番組制作スタッフからの「ヒロインの幼なじみが夢を見つけるシーンだから、ドラマチックにしたい」という要望を受け、ロボット的になりすぎないよう、柔らかく滑らかに演奏したという。F-handが人の手に近い構造を持っているからこそ可能になった演奏だ。

後編につづく

深谷 直樹
東京都立産業技術高等専門学校荒川キャンパスものづくり工学科医療福祉工学コース准教授。工学博士。ものづくりを中心とした医療福祉・ロボット関連の研究を行う。

コロナ禍の影響で、昨年はオンライン開催を余儀なくされた世界最大のテクノロジー見本市「CES」。２年ぶりのリアル開催となった2022年１月、ラスベガスは、久しぶりの活気を取り戻した。とはいえ、来場者数は2020年と比べると４分の１程度の４万人強。まだまだパンデミックの影響が拭い切れない中、全体では2300社以上が出展した。ドローン、ロボット、VR、自動運転etc.……と、注目度の高い分野のブースは、どこも活況だったが、日本企業、とりわけスタートアップ企業は、どんなインパクトを残せたのだろうか？ JETRO（日本貿易振興機構）の島田英樹氏、椎名達弘氏の言葉を交えながら、現状とこれからの課題にフォーカスした。

２年ぶりのリアル開催で、
日本のスタートアップは大幅出展増

1967年から毎年開催され、かつては、家電が中心の見本市として知られていたCES。時代と共に出展企業、および発表されるテクノロジーは変化し、近年は、ユニークで先駆的なデジタル技術が中心となり、開催地である米ラスベガスを沸かせている。

コロナ禍により、2021年は初となるオンライン開催を実施。同イベントは、これまでにないフェーズを迎えたが、2022年は、例年通りのリアル開催を実現させた。毎年増加傾向だった来場者数は減ったものの、世界をリードするような技術やアイデアは、会場のあちこちで見られ、テック業界の着実な進歩を感じさせた。

日本のスタートアップ企業のパビリオンは、軒並み盛況だった

とりわけ注目度が高かったのが、スタートアップ企業に特化した出展ブースが集まる“エウレカパーク”。なんと日本のスタートアップ企業に関しては、前回のリアル開催（CES2020）の出展数が29社であったのに対して、今回はVenetian 2Fと合わせると52社と過去最多を記録した。

これまで、多くのスタートアップ企業の海外進出を支援してきたJETROスタートアップ支援課長の島田氏にとっても、予想を上回る盛況ぶりだったという。

「全体の来場者は例年より減っているので、大手企業のブースは少し寂しい印象がありましたが、エウレカパークに関しては、コロナの影響を全く感じないほどに大盛況でした。CESの認知度が日本でも着実に上がっていることが実感できましたし、スタートアップ企業の出展意識も高まっているようです」

リアルすぎる動きに来場者が驚いた、英アメカ社のヒューマノイドロボット

日本企業のイノベーションアワードは
半分がヘルステック分野

コロナ禍によって社会全体に閉塞感が漂う現在でも、気概のあるスタートアップ企業は増加傾向にあり、日本発の興味深いイノベーションも日々生まれているというのは心強い。それを裏付けるかのように、今回は、J-Startup/JAPANパビリオンの出展企業の中から、これも過去最多となる６社がイノベーションアワードを受賞した。

ちなみにイノベーションアワードは、CESの会期を前に優れたプロダクトを作っている企業を主催者であるCTAが厳正に審査する。今回注目すべきは、日本の受賞した６社のうち２社（株式会社クォンタムオペレーション、ライトタッチテクノロジー株式会社）は、血糖値センサー、１社（株式会社エアラボ）は、吸引式ハンドドライヤーというように、ヘルステックが３社選出されている点だ。

進化系フライングカーのブースには、常に人だかりが

スタートアップ支援課の椎名氏いわく「ヘルステックは、世界的な潮流になりつつあることを肌で感じました。加えて、オランダの企業が汚水を再利用できる画期的な洗濯機を発表して話題になっていましたが、環境に配慮したプロダクトもまた、大きな流れですね」

やはりヘルステック、SDGs、などのキーワードは、国内外問わず、外せないキーワードになってきているようだ。とはいえ「AI、IoT、モビリティテックといった近年発展が目覚ましい分野も、相変わらず活況」で、加えて「アニメーションを取り入れたVR」も会場で注目度が高かったとのこと。

エンタメ系VRの人気は高い

V R技術の進歩は加速度的だ

同ジャンルは日本が得意とするだけに、今後も期待度が大きい。そんな状況に加えて、今回興味深かったのは、近年、豊富な資金力をバックグラウンドに活況だった中国やイスラエルなどの中東勢が、コロナの影響もあり、目立った出展が少なかったことだ。

それに反して、韓国は200社近い出展があり、大きなインパクトがあったとのこと。その背景には、「政府機関が協力して、スタートアップを支援する確立された体制がある」と椎名氏は語る。もちろん出展数が多いことが全てではないが、今後、スタートアップが増加傾向にある日本も、さらなる国の支援が望まれる。

ヘルステックのプロダクトも世界的な潮流の一つといえる

スタートアップの海外進出も
ウィズコロナ戦略が必要な時代へ

支援という観点から言えば、JETROは、これまでもメディアカバレッジや、スタートアップとその技術に興味を持つ企業を繋げて、商談の場を設けるためのメニューを数多く用意してきた。今回のCESでも、会期中に出展企業がメディアに対して、自社のPRやプロダクト説明ができる２つのサイドイベントへの出展支援も実施し、22社ほどが参加した。

「多くの取り組みを実施しながら２年ぶりのリアル開催となったCESは、スタートアップ企業の出展増加もあり、JETROとしても達成感はあります。ただし、支援プログラムの認知度アップにより、日本発スタートアップの海外進出がさらに身近に感じられるようにすることが必要であると感じています」

日本の大手企業の最新VRプロダクトへの関心も高かった

コロナ禍によって、CES含めテクノロジー系のイベントは軒並みリアル開催が困難となり、スタートアップ企業の認知度を世界に広げる機会が減っていることは否めない。ただ、一方で、コロナ禍によって、オンラインのインフラや仕組みは充実し、かつてよりもお手軽に遠方の企業とコミュニケーションが取れるようにもなった。

コロナ禍の影響で、会場全体の来場者は、例年よりも確実に少ない

椎名氏は、「チャット的なカジュアルなツールでやり取りを始めて、具体的な商談に行き着くケースも増えている」という。オンラインツールを有効に利用すれば、たとえ語学が堪能でなくても、海外でのビジネスチャンスのきっかけを掴むことも可能な時代になってきているのだ。

コロナ禍の収束はまだ見えないけれど、今後は、それを逆手に取ったビジネス戦略もまた、スタートアップ企業に求められるのかもしれない。

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