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。

パンデミックを契機に、大きく変化し始めた私たちのライフスタイルやワークスタイル。 なかでもリモートワークの普及は、フレキシブルな働き方を可能にし、大きなメリットを与えたと同時に、オンオフの切り替えが難しい、集中力が持続しない、コミュニケーション不足に陥るなどのデメリットも散見されている。ヒトの脳波と生体情報を取得するイヤホン型ウェアラブルデバイス「VIE ZONE」はこれらの課題解決に大きく寄与してくれるかもしれない。製造・開発を手掛けるVIE STYLE株式会社の代表取締役・今村泰彦氏に話を伺った。

体と心の充実が生産性を向上させる。
テクノロジーでその手伝いがしたかった

「創業した時に考えた言葉が今の社是にもなっている『味わい深い人生を。』だったんです。多分、当時は味わい深くない人生だったんだろうなあ」と今村氏は笑った。

ミュージシャンとして活動しながら、大手レコード会社で勤務。その後、シリコンバレー発のIT企業に勤めていた今村氏。社風は非常に先進的でオフィスへの通勤やコアタイムなどの制約もない、“自由”そのものである一方で、徹底した成果主義があることを痛切に感じていた。

「仕事はとても楽しいんだけど、働き続けることで消耗していく実感があったんです。こういう人生を生きていくために自分は働いているんだっけ？と疑問に感じて、自分でビジネスを興すなら違うことをやりたいなと思いました」

成果や結果を出すことは、ビジネスにおいて不可欠である。しかし自分の内面にフォーカスし、自分の体と心が充実したら生産性は自ずと上がるのではないか。綺麗ごとではなく、「後から結果が付いてくる」ための手伝いをするテクノロジーが必要だと考えた今村氏。
音楽業界でのキャリアと、ミュージシャンとしての経験から、“音楽”に着目。音楽をアウトプットにすれば、集中力が高まる、リラックスするなどの効能が得られるという学術論文が発表されているが、課題は一人ひとりの目的・要望に合った適切な音楽を選ぶことだ。そこで、センサーから生体情報を取得し、行動変容や意識の変化をもたらすことにフォーカスしたサービスを模索し始めた。

禅発祥の地、鎌倉だから発信できる
倫理観のあるビジネス

VIE STYLEが拠点を置く鎌倉は禅発祥の地。建長寺にて禅とITを掛け合わせたハッカソン（ハック（hack）とマラソン（marathon）を組み合わせた造語。ソフトフェア開発の関係者が、 短期間に集中的に開発作業を行うイベント）「ZenHack（禅ハック）」を主宰していた今村氏のもとにイスラエルの脳科学者、ダン・ファーマン氏が訪ねてきた。本場シリコンバレーではエナジードリンクや濃いコーヒーを片手にコーディングし、イノベーションを創出するイベントだが、ZENHACKはひと味違う。その名が示す通り、早寝早起きして座禅を組み、精進料理を食べ、緑茶をたてるという禅の世界を味わいながらITの課題解決に臨むのだ。このファーマン氏との出会いをきっかけに「脳」へ関心を寄せるようになった。

「ファーマン氏に脳科学の技術や可能性を教えてもらっているうちに、脳に関するビジネスは悪用されるリスクが内包されているだけに、倫理観が重要だと気づいたんです。その点、禅は倫理の塊ですからね。近年、海外でも瞑想がブームになっていますけど、シンプルに生きることとか殺生しないとか、伝統的な価値観を受け継いでいる鎌倉から最先端のテクノロジーを発信することが世界にインパクトを与えるんじゃないかと思いました」

自分が一番集中している脳波を計測、
解析して「ZONE状態」を学習

耳が痛くならないワイヤレスエアーヘッドホン「VIE SHAIR」、カスタムフィット完全ワイヤレスイヤホン「VIE FIT２」に続き、現在開発中の「VIE ZONE」は外耳道および耳たぶのセンサーから、脳波をはじめとする様々な生体情報を高精度に取得することができる。取得した生体データは専用アプリ「ZONEアプリ」に転送され、ストレスや感性、眠気・疲労などがAIによるパターン学習を経て計測される。“自分の脳専用”に解析モデルがカスタマイズされていき、映像・音声などの刺激により脳を理想的な状態に導く「ニューロフィードバック」と呼ばれる技術を使ってトレーニングしていく仕組みだ。

「やっていることはとても単純なんですよ。音楽を流して、どのトラックが一番集中力を高める脳波を出しているか計測して解析する。そして集中できる音楽だけをかける、もしくはかけないということです。たとえば原稿の締め切りが迫っているのに集中できないことってあるでしょう？　しかし実際は集中できている瞬間があるはずで、『この時間、この状態では集中できている』と自分で確認できれば、限られた時間の中でも作業を終えられるようになります。ダッシュボードでリアルタイムに波形を確認することで、集中できる状態、自らの『ZONE状態』を学習していく。2時間ならその時間内で、やるべき仕事が完了するよう最適化できる状態を目指しています」

元々、一度集中してしまうと何十時間でも没頭してしまう過集中タイプで休むことが下手だったと自らを分析する今村氏。VIE ZONEで学習し続けた結果、現在は集中とリラックスを適宜切り替えられるようになったとのことだ。

「一番重要なことや、やらなきゃいけないことを、一番集中できる時にエネルギーを注ぎこむことができたら1日8時間拘束されるとか、時間効率みたいなことってあんまり関係なくなるんですよ。朝起きてすぐの頭がまっさらな状態でアイデアを考えるクリエイティブな作業に集中して、午後、疲れてきたら情報収集とかメールとかリアクティブな作業をするとか。よくそんなに仕事量をこなせますねと言われるんですけど、エネルギーを無駄遣いしないことが重要なんです」

10年後にはヒットチャートがなくなる？
音楽のあり方は変化するはず

現代人にとってストレスは切っても切り離せないもの。脳が発しているメッセージを受け取って、自分で解釈してほしいと今村氏は主張する。

「発汗や動悸は計測しやすいんだけど、その指令を出している脳ってすごく複雑な器官にも関わらず、活動していてもなかったことにされがちなんですよ。なぜなら脳は触覚じゃないし、計測器が埋められないから。加えて好き嫌いや快・不快を感じても、前頭葉の働きで衝動が抑えられてしまうので、ストレスや疾患を引き起こしてしまうわけです。それをもっと可視化、数値化できたら、ストレスが溜まっている自覚がなくても、存在していると納得できるんではないでしょうか」

VIE ZONEは、未病領域も視野に入れている。日常生活で軽視されがちなマインドヘルスの改善に脳計測を活かす上でカギとなるのがエンタメだろうと今村氏は語る。音楽がウェルネスに貢献するというのは今村氏らしさに溢れる持論だ。

「ヒット曲ってバブルっぽい価値観が生み出したものだと思っているんです。だけどこれからはもっと日常の重要な部分やウェルビーイングのためにエンタメが機能する、よりパーソナライズドな方向に進むだろうと考えています。音楽の目的やあり方がどんどん変化していけば10年後にはヒットチャートと呼ばれるものはなくなっているかもしれないですよね」

現在はコア技術の開発は完了し、デバイスのローンチ後は音楽配信サービスにも参入する予定だ。ウェルビーイングに賛同してくれるアーティストとのコラボレーションも計画中だという。しかし、あくまでもスコープはBtoBtoCで個人が楽しむサービスにしたいため、企業への導入は当面考えていないという。

「イヤホンをつけられて、より集中して働きなさいって管理社会みたいで嫌でしょう(笑)。企業への啓発よりも、自分が自分を高めるために、自分のマインドを大事にしてほしいんです。これだけテクノロジーやAIが発達しているんだから、人間にしかできないクリエイティブなことや、食べる、寝る、運動するといった生命活動の優先を体現するプロダクトにしていきたいですね」

関連記事を読む

• 【HERO X × JETRO】睡眠の謎に挑み続けるベンチャー企業「S’UIMIN」
• “目は口ほどに物を言う”心や身体の不調が瞳で分かる時代へ！ 日本が誇る「瞳孔反応解析技術」
• 排泄ケアの“当たり前”をくつがえす　世界初の排泄予測デバイス「DFree」
• 尿検査を日常生活の中に！「Bisu body Coach」開発者ダニエル・マグスの思考
• 行動変容で人を幸せに。 “ピアサポート” がもたらす未来とは？