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。

ITやエレクトロニクス関連技術を中心にした国際展示会CEATEC（Combined Exhibition of Advanced TEChnologies）。毎年10月、幕張メッセで開催されてきたアジア最大級を誇るこの総合展は、昨年（2020年）、コロナ禍の影響でオンライン開催を余儀なくされたにもかかわらず、延べ来場者数は15万人強を記録した。その盛況ぶりからは、国内外からの注目度の高さが窺えるが、果たしてその理由はどこにあるのか？　エグゼクティブプロデューサー・鹿野 清氏のお話を交えながら、次なるフェーズを迎えつつあるCEATECの新たな魅力と、そこから見え隠れする未来図を考える。

時代とともに形を変え
進化してきた展示会

前身となるエレクトロニクスショー（1964〜1999年）とCOM JAPAN（1997〜1999年）が統合して、CEATEC JAPANが始動したのは2000年。それから20年以上が経過した現在、同イベントの掲げるビジョンは、かつてのそれとは様変わりしている。鹿野氏は、そのターニングポイントは、2016年にあるという。

「CEATECは、日本の産業の移り変わりとともに成長してきた展示会ですが、2016年にそれまでのテーマとなっていたデジタル“家電” から、CPS(Cyber-Physical System)とIoT(Internet of Thing)に大きく舵を切りました。そこから特に意識をしているのが、来場者と出展者、そして出展者同士が“共創”できる場を提供するということです。少しずつですが、新たなイベントとして成長してきた自負があります」

2019年までは、毎年10月に幕張メッセにてリアル開催されていた。

昨年は、コロナ禍というこれまでにない事態に直面し、完全オンラインで開催。にもかかわらず、来場者数は15万人（延べ）、出展社数も350社を超え、これからの未来を担う学生から大手企業の役員、政府関係者まで、様々な方々の訪問があった。それはCEATECが、ユニークなアイデアや技術に出会える貴重な機会として、着実に浸透してきた表れでもある。興味深いのは、新規の出展企業が増えている点だ。

新規企業、スタートアップの
参加が目に見えて増加

「近年は、電子部品やIT関連企業の出展に限らず、建設機械メーカーやメガバンク、ゼネコンといった異分野の出展企業が増えています。しかも全体の３〜４割は、新規出展という状況です。加えて、国内外のスタートアップ企業の参画も増加傾向にあります。まだ創業して間もない企業が、大手企業に自らの技術やアイデアを訴える場として、CEATECが利用されてきている。それも年を追うごとに顕著になっています」

国内外のスタートアップ企業の参加は、まさにあらゆる“共創”が生まれる起爆剤となりうる。それが増加しているのは、CEATECにとって好ましい傾向であるが、背景には、JETRO（日本貿易振興機構）との連携がある。特に海外スタートアップの積極的な誘致活動が功を奏している。

CEATECエグゼクティブプロデューサー・鹿野 清氏

「昨年の実績で言いますと、スタートアップ企業の参加は、約170社。そのうちの海外企業は半分弱です。これまでも多かった中国、台湾、香港といった近隣アジアの出展企業に加えて、近年では欧米企業の出展も増えています。JETROとの連携で、グローバルな視点での誘致活動も確実に実を結んできました」

欧米のスタートアップ企業が、アジア進出も見据えた市場開拓、そしてアイデア交換の場としてCEATECをチョイスし始めている。その根底には、日本企業の意識の変化もあるようだ。いわゆる“オープンイノベーション”を推し進めようという動きが、ようやく日本企業にも広がってきているのだ。

日本にも浸透してきた
“オープンイノベーション”

「諸外国では、オープンイノベーションは常識化していますが、日本のITエレクトロニクス産業や家電メーカーでは、技術の“囲い込み”などの文化が根強く、それが世界から遅れを取る一因にもなっていました。ようやく近年になって、日本企業も外から柔軟に多くのものを取り入れようとする機運が高まり、積極的な企業も増えています。外に門戸を開く企業が多くなれば、必然的に提案をするスタートアップも増える。徐々にそういった流れができています」

昨年（2020年）のCEATECオンラインサイト

日本は、狩猟社会、農耕社会、工業社会、情報社会に続く新たな社会を、“サイバー空間とフィジカル空間を融合させることで、社会課題を解決して経済発展を遂げる社会”として「Society 5.0」を掲げている。CEATECも、そんな来るべき新たな社会「Society 5.0」を見据えた展示会としての役割を掲げ、柔軟に変化を遂げているのだ。

「日本国内を見ても、大手企業のビジネス構造は、ここ５年余りで大きく変わってきたと感じています。簡単に言えば、課題解決型、すなわちソリューションを含めた製品提供が当たり前になりつつあります。CEATECも単なる製品展示というよりも、近年は、よりソリューションに重きを置いた展示スタイルへと変貌しています。オンライン開催でもインパクトのあるソリューション提案をするには何が必要か？　インフラ整備も含め、いまはそこが大きな課題です」

世界中のスタートアップから
ソリューションを募集

さらにCEATEC 2021では、「Japan Challenge for Society 5.0」と称したコンテストも行われる。これは、JETROが主催し、日本の３つの社会課題（チャレンジ）を提示して、そのソリューションを世界中のスタートアップから募集するという画期的な取り組みだ。社会課題解決型ビジネスは世界的な潮流になっているが、それを日本が掲げるSociety 5.0とスマートに結びつけるべく、立ち上げられたプロジェクトだ。

「３つの社会課題は、CEATECの主催団体である、JEITA（電子情報技術産業協会）の会員企業やJETROのお客様約1000名にアンケートを実施して、特にニーズの高かったものを選んでいます。6月から7月末にかけて、スタートアップによるソリューション募集を行いました。今後、応募されたソリューションを選定して、最終的には45社ほどCEATEC 2021にご招待する予定です」

この取り組みは、まさにオープンイノベーションを体現するとともに、CEATECの活性化にも直結するとてもユニークなものだ。ちなみに、気になる３つの社会課題とは、1. 環境配慮型社会への転換、2. 労働力減少への対応・生産性向上、3. 都市・地域のバランスの取れた成長、というもの。どれも根が深い課題だが、このコンテストを通して、解決策の手がかりが見つかればという期待が膨らむ。

「Japan Challenge for Society 5.0」で募集された３つのテーマ概要。

「『Japan Challenge for Society 5.0』の募集を締め切ったところ、50を超える国・地域のスタートアップ数百社からソリューション提案がありました。このコンテストは、斬新なアイデアや技術に出会えるだけでなく、今まで交流のなかった国や地域の企業を積極的にお呼びする契機になると考えています。ここを出発点に、日本の企業や自治体との商談に結びつけられれば本望です」

オープンイノベーションの推進や、それに伴った産業構造の変化、SDGsに向けた取り組み、新型コロナウイルスの蔓延などと、ビジネススタイルや人々の価値観が大きくシフトチェンジしてきたここ数年。

それに伴い、アジア最大級を誇る総合展CEATECもその在り方を進化させてきた。よりスタートアップ企業との新しい結びつきが期待できる今年のCEATEC 2021 ONLINE（10／19〜22）では、これまでにない更なる“共創”が生まれるに違いない。

関連記事を読む

• JETROに訊いた！ 日本発スタートアップ企業が 世界で輝くために必要なものは？
• 脳をヒントにしたAI開発が次のアーキテクチャを作る　自律型AIはどこまでいけるのか
• AI 椎橋徹夫と語る　AIが引き出す新しいバリュー　データ統合ビジネスで見えてくる日本の未来
• 目指すはAIの民主化。低コストAIで企業を応援したい