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。

『結果にコミットする。®』のキャッチフレーズでおなじみ、マンツーマントレーニングで知られるライザップが、テクノロジーを活用した取り組みに次々とチャレンジしている。ボディメイクの大きな核となる食事管理の部分に、AIによる画像解析を駆使し、スマートフォンで食事を撮影するだけで栄養素やグラム数を記録できる「フードアナライザー」機能を搭載したアプリ「RIZAP touch 2.0」が先ごろローンチされ大きく話題を呼んでいる。顧客とのコミュニケーションを重要視してきた同社が、テクノロジーイノベーションをどのように推進しているのか。現在４期目を迎え、全国に29店舗を構える「ライザップゴルフ」を訪ね、その事業成果について話を伺った。

最先端のセンシングデバイスが
全てのスイングやショットを数値化

ライザップゴルフの店舗に一歩足を踏み入れると、バーを思わせるようなスタイリッシュで落ち着いた内装に、「これがゴルフスクール？」と驚くだろう。レッスンを行う個室に入り、会員カードを接触端末にかざすと、シミュレーターが起動し、自分のデータが映し出される。ゲームの世界に入り込んだような錯覚を引き起こす「プライベートレッスン」のスタートだ。

「ゴルフ人口の減少に伴い、ゴルフの練習場も減っていて、仕事前や仕事帰りに打ちっぱなし、というのもなかなかできなくなっていますし、女性一人では練習場に行きづらいとか、練習場で他の人に声をかけられることに抵抗が、という話もよく聞きます。ここライザップゴルフなら各地にありますし、クラブやウェア、靴の貸し出しも行っているので、ジム感覚で気軽に来ていただけます」と語るのは、ライザップ株式会社 マーケティング本部 ブランドマーケティング部 ＣＸ戦略ユニット ユニット長の澤本陽介さん。

予約を取ってマンツーマンでのパーソナルトレーニングという意味ではイメージしていた通りだが、レッスン中の全てのスイングやショットをデータで記録し、ゲストもトレーナーもその場で確認することができることがライザップゴルフの大きな特色だ。

センシングデバイスをクラブに装着し、Bluetoothでアプリと連動させ、スイングすると１スイングあたり10万件以上のデータが抽出される、抽出されたデータは動作アルゴリズムで解析され、クラブを真上から見たときの軌道、ボールに当たった時の（クラブの）ヘッドの開き具合、クラブが地面に対してどう動いているか、スピードやテンポ、角度などあらゆる見地から検証できる。

たとえば初心者にとっては「アプローチの際はハーフスイングでピンに寄せましょう」と言葉だけで説明を受けても、ハーフスイングがどの程度クラブを振り上げるものか具体的にイメージすることさえも難しい。動画があればトレーナーも説明がよりスムーズになるし、ゲストも実践しやすいというメリットがある。

これらのデータを参考に、トレーナーが日々のレッスン、目標に到達するまでのプログラムを考え、ゲストのレベルに合わせてストレッチや筋トレなどの宿題も出す。正しい体の使い方を習得するためには、参考になる動画の添付も欠かせない。これら宿題の管理や報告、フィードバックもアプリ上で行うとのことだ。

このシミュレーターを採用したもうひとつの理由は、安定した環境で再現性を高めるため。

通常の練習場では雨や風などの天候や騒音など、環境要因によりレッスンに集中できないデメリットもあるが、周囲の影響を受けない静かで落ち着いた完全個室であれば、気がそれることもなく、スイングやフォームが安定し、上達に近づくというわけだ。

一人で思い悩んでしまうゲストに、
離れた場所からもソリューションを提供したい

アプリが活躍するのは店舗内でのレッスン時だけではない。ゴルフ場でのラウンドの様子を同伴者に撮影してもらい、アプリから動画を送れば、トレーナーからアドバイスを受けることもできるし、トレーナーも次回のレッスンまでにプログラムを考えることもできる。もちろんコミュニケーションツールとしての利用も可能だ。

レッスンアプリ以外に、ラウンドの記録が取れるスコアアプリ「GOLF　SCORE」も展開しており、トータルパット数やフェアウェイキープ率、ショートホールでのワンオン率などあらゆるデータをためておくことでサービスを向上させている。

「複数人数でラウンドを回っていても、ゴルフは基本的にひとりで結果に向き合うスポーツ。ひとりで悩みを抱え込んで、スランプに陥ってしまう人が多いんです。そんな人たちに離れた場でも提供できるサービスはないかと思ったことがきっかけ」と澤本さんが言うように、テクノロジーをプラスすることで、コミュニケーションをより密に、というのはいかにもライザップらしいソリューションだ。

また、膨大なデータを読み解き、分析する能力がトレーナーの本来のミッション以外にも求められるスキルでもある。大学や企業ゴルフ場などトレーナー各人が勉強してきた方法は異なる中で、顧客に均一なサービスを届けるために、専門の教育チームが手がけた「ライザップゴルフメソッド」と呼ばれる教え方の虎の巻をベースに、全店舗のトレーナーに座学、実地試験やテストを行い、育成に努めている。

ゴルフ場までの足にも
テクノロジーを活用していきたい

とはいえ、ゴルフ人口減少という大きな問題は避けて通れない。今ゴルフを楽しんでいるのはシニア層が中心で、若者とゴルフの接点が持ちづらいのは否定できないようだ。

まずゴルフはクラブやウェアなどモノが必要、一緒にラウンドを回る仲間が必要、と様々な事前準備が必要だが、その中でも一番のネックとなるのはやはり車だろう。若い世代がマイカーを持つことも少なってきた今、ゴルフ場への足がないことが大きな機会損失ともなっているが、ここもパーソナルモビリティや自動運転車などテクノロジーの進化に期待をしていると澤本さんは語る。

「自動運転が進めば、もっと気軽にゴルフ場に出かけられるし、車内環境ももっと変わるでしょう。通信が4Gから5Gになれば、もっと大容量のデータを送信することも可能なので、ゴルフ場への移動中でもさらにサービスを提供できるかもしれません。あくまでもお客様の満足が第一なので、最新技術を使っていることを強調したいわけではないのですが、たとえばこのセンシングデバイスもシールみたいにもっと薄型にならないかな？とか、アプリとの連携もBluetoothじゃなくて自動でできるものはないだろうか？とか。その可能性を模索したいので自動車メーカーさんや、一緒に開発してくれているメーカーさんとは積極的に会話をしていますし、技術先進国の欧米や、シミュレーターを作っているアジアの企業の方にも可能な限り、当社の製品を見てもらっています。」

このほか、スマホ向け人気ゴルフゲームとコラボしたトーナメントを開催するなど、オンラインの施策で若い世代の獲得も試みている。

「ゲームで面白いと感じてもらったら、体験レッスンにも来やすいでしょうし、よりゴルフの面白さを体感してもらえると思います」

ゴルフクラブをオーダーできるラボを併設するなど、ゲストとのコミュニケーションが多角的で、次から次へと施策を生み出している様子も窺える。

今は競泳やプロサッカーなど、一部の有能な選手たちが使っているセンシング技術だけれども、今後はゴルフのようにアマチュアが楽しむスポーツにもセンシング技術の活用が浸透していくのかもしれない。