2.1　移動作業ロボット

　移動作業ロボットには，例えば災害対応ロボットのように人間が入り込めない場所において作業や情報収集を行うロボット，掃除ロボットや案内ロボットのように人間共存環境において作業や誘導をするロボット，搬送ロボットのように物を運搬するロボットなどが代表的な開発事例である．図1にアマノ株式会社製の業務用清掃ロボット⁽¹⁾を示す．

　ルンバのような家庭用掃除ロボットは既に普及しており，各社こぞって製品化を競っている．価格も数万円以下まで下がっており，くまなく設定エリアを清掃する機能の信頼性も高く，製品としての完成度は高い．一方で，案内や業務用の清掃など，目的地までの到達や設定軌道に対する追従など，作業を行う上でより高度な自律性が求められる移動作業ロボットについては，まだ開発の余地が残されている．工場内で普及している無人搬送車の誘導ケーブルや白線，マーカなど，環境側に手を加えることが許容されるアプリケーションでは高信頼な自動走行技術が確立されているものの，それが許容されない環境での自律走行技術はいまだ研究開発が必要な領域である．自動車の自動運転に必要とされる技術に近い．現状ではレーザスキャナを活用した二次元や三次元の環境地図ベースの自律移動技術が有力であり，既に製品化事例も出つつある．図1の清掃ロボットもその一例である．

　センサとしては環境地図を構築するための外界センサが必須であるが，現状広く使用されているレーザスキャナは高価である．二次元で測距距離が数mのものでも10万円程度，数十m届くものは数十万円である．更に，三次元のタイプで数十m届くものは100万円以上であり，製品に搭載しようとしてもコスト面の問題が大きくのし掛かる．その多くはレーザ光源を放射状に反射させるためのミラーを高精度かつ高速回転させる機構が必要であり，この機構をなかなか安価に構成できないのが価格面での障害になっている．MEMS技術を使うことでコスト削減を図る製品も見受けられるが，検知範囲が狭いなどの根本的な問題を抱える．ロボット側からは，安価でかつレーザ本数の多い全方位3Dレーザスキャナの開発が進むことを大いに期待したい．また，カメラにより同様のレベルの3D環境構築ができると低コスト化が飛躍的に進むと考えられるが，RGBよりも検知帯域の広いマルチスペクトルカメラ，32Kや64Kレベルの高解像度カメラなど，屋内外使用可能でかつロバストな環境検知を可能とするビジョンセンサの普及についても期待したいところである．

　一方で，今後情報量がますます膨大になることが予想される3Dセンサ情報をロボット自体で処理するというよりも，無線通信を使ってクラウドで実時間処理する方向性も考えられる．そのためには，通信レートの高速化，通信情報量の大容量化に加えて，ロボットからクラウドへの上り側処理情報量の割当を増やすなど，ロボット側の計算コストを下げる仕組みについても，ロボットの台数が増えると全体としての低コスト化につながるため，その実現に期待したい．

2.2　搭乗型ロボット

　搭乗型ロボットとは，一人乗り型の移動支援ロボットである．大別するとセグウェイのような立ち乗りロボット，知能車椅子のような座り乗りロボットの2種類が存在する．図2に立ち乗りロボットであるトヨタ自動車製のウィングレット⁽²⁾，座り乗りロボットである産業技術総合研究所の自律走行車椅子^(3),(4)を示す．これらは国内の現行法の下では公道走行が認められておらず，製品化のボトルネックは技術的な課題というよりも，法規制の問題の方が大きく，法律が改正されないと大きな市場に育つことが難しいのが残念なところである．

　この搭乗型ロボットについては，人が乗るため搭乗者の認知判断能力や操縦能力にある程度依存することができる．自動走行機能を付加する場合は，2.1で述べた自律移動ロボットと同様，外界センシングのコスト面などの問題が障害となるが，例えば安全機能としての単なる障害物検知・停止であれば最近の自動車に搭載されている技術を転用することで安価に実装可能である．立ち乗りロボットの基本的な制御技術である姿勢安定化制御にしても，高信頼化のためには多重系にする必要はあるものの，安価な加速度計やレートジャイロ，マイコンレベルの計算機で実現可能である．電動の乗り物一般に言えることではあるが，バッテリーの持ちの問題，特にウィングレットのような小形・軽量を特徴とするモビリティにとっては，バッテリーを含む駆動系の軽量化と1回の充電による航続距離を伸ばすことのトレードオフの関係をどう両立させるかが大きな課題である．バッテリーの高エネルギー密度化や小形・軽量アクチュエータ技術の飛躍的な向上に大きな期待を寄せるのがこの形態のロボットである．

2.3　歩行支援ロボット

　歩行支援ロボットとは，高齢者等を対象に普及している福祉用具である歩行車やシルバーカーの電動アシスト機能が実装された機器である．開発の方向性としては，既存の歩行車やシルバーカーの一部の車輪をモータ駆動にし，使用者のハンドル部に掛かる力や路面傾斜などのセンシングにより，上り坂ではアシスト力を，下り坂では制動力を適切に発生する機能を付加するというものである．図3にシルバーカー型であるRT.ワークス株式会社製のRT. 1⁽⁵⁾と歩行車型である(株)幸和製作所のリトルキーパスS⁽⁶⁾を示す．

　これら歩行支援ロボットは歩行補助車等とみなされ，歩行者扱いでの公道走行が認められている．更に，歩行車型は介護保険給付対象となっており，通常の1/10の価格でレンタル可能なことから，現在上記2社を含む3社から販売され，普及が進みつつある．

　現在の歩行車型の歩行支援ロボットは，後方の2車輪をモータ駆動にしている．既存歩行車は軽量であることから，例えば段差を乗り越える際には基本的には人の操作により後輪接地のまま前輪を持ち上げる．そのため，全体の重量を軽量に抑えることが必要であり，既存の歩行車の重量が約5kgであるのに対し，各社共にバッテリー込みで10kg以下に抑えている．既存福祉用具と同様の取り扱いを実現するためには，更なる駆動系の軽量化に期待したいが，あくまでもアシストであるため，バッテリーが切れた場合でも少し操作が重くなるものの，歩行が継続できるという点が搭乗型ロボットとは本質的に異なる点である．また，センサについては測距センサによりユーザと機器が一定距離離れると安全のために機器を停止させる機能（セパレートブレーキ）を持つものがカワムラサイクル株式会社から販売されているが，より精密な人・機器間の距離センシングのためには，2.1で述べたような外界センサの低コスト化を含む高性能化に期待したい．

（松本　治） 

4.1　移乗支援ロボット

　介護の中で，ベッド，車椅子，トイレ等の間の移乗は重要でかつ介護者の負担が大きい動作である．その負担軽減には，前章で紹介した装着型のロボットにより介護者の持ち上げ動作のパワーアシストを行う以外に，機器により介護者を持ち上げる方法がある．介護リフトをはじめとした移乗支援機器の利用は，イギリス，オーストラリア，北欧などの国々では一般的になっているが，日本ではまだ十分に活用されているとは言えない．従来の介護リフトとは異なり，体の前面で体重を支えながら移乗を支援する機器としては，富士機械製造株式会社製のHug⁽¹²⁾が開発，事業化された．また，ベッドが車椅子に変形することにより移乗自体を不要とするパナソニックエイジフリー株式会社製の離床アシストロボット「リショーネPlus」⁽¹³⁾も事業化されている（図5）．これらの機器は人の身体全体を支持する必要があり，少なくとも100kg程度の体重を支持できる小形・高出力・高信頼のモータや機構が不可欠である．また，繰り返し充電しながら使用するため，小形・軽量・長寿命のバッテリーも運用上重要である．

4.2　把持支援ロボット

　上肢を動かすことができない障害者が，物を拾う，コップを口元へ運ぶなどの把持動作を指先操作で実現できるロボットとしては，カナダKinova社⁽¹⁴⁾が開発した生活支援用アームJACO（図6(a)）がある．また把持機能のうち，食事機能に絞ったものとしてはセコム株式会社製のマイスプーン⁽¹⁵⁾やスウェーデンBestic社⁽¹⁶⁾製のBestic（図6(b)），また読書支援に絞ったものとしては(株)西澤電機計器製作所製の自動ページめくり器「ブックタイム」⁽¹⁷⁾がある．

　これら把持動作を行うロボットでは，小形軽量にするためのモータ技術や，人との接触を検出するなど安全機能のためのセンサ技術が欠かせない．また将来的には人の顔位置に合わせた動作の調節や，重度障害者でも利用できるようにするためのBMI（Brain-Machine Interface）等のインタフェース技術の実現が期待される．

4.3　コミュニケーションロボット

　コミュニケーションロボットは，精神的な“癒し”，遠隔地にいる人との対話，など様々な目的のものが開発されている．例えば，産業技術総合研究所で開発されたアザラシ型ロボット「パロ」⁽¹⁸⁾（図7(a)）は，動物と比較して清潔，安全で，かつ利用者のストレスを軽減するなどの効果も認められ，世界中で利用が進んでいる．またスウェーデンGiraff Technology社⁽¹⁹⁾製のGiraff（図7(b)は，遠隔の医師などとの会話を行うために開発されたロボットで，ヨーロッパでの導入が始まっている．

　これらのコミュニケーションロボットには，今後は対話相手のより詳しい状態を認識するためのセンシング機能（顔認識，音声認識，動作認識，感情認識，接触認識等）の高度化が期待される．またコミュニケーションロボットの多くはバッテリー駆動が前提となるため，自動充電，小形・大容量のバッテリーによる稼動時間の延長だけでなく，将来的には無線給電による無制限な稼動の実現にも期待したい．

（松本吉央）