序

序
わが 国 経 済 の 安 定 成 長 への 推 進 にあたり、 機 械 情 報 産 業 をめぐる 経 済 的 、 社 会 的 諸 条 件 は 急 速
な 変 化 を 見 せており、 社 会 生 活 における 環 境 、 防 災 、 都 市 、 住 宅 、 福 祉 、 教 育 等 、 直 面 する 問 題
の 解 決 を 図 るためには、 技 術 開 発 力 の 強 化 に 加 えて、ますます 多 様 化 、 高 度 化 する 社 会 的 ニーズ
に 適 応 する 機 械 情 報 システムの 研 究 開 発 が 必 要 であります。
このような 社 会 情 勢 に 対 応 し、 各 方 面 の 要 請 に 応 えるため、 財 団 法 人 機 械 システム 振 興 協 会 で
は、 日 本 自 転 車 振 興 会 から 機 械 工 業 振 興 資 金 の 交 付 を 受 けて、 機 械 システムの 調 査 研 究 等 に 関 す
る 補 助 事 業 、 新 機 械 システム 普 及 促 進 補 助 事 業 を 実 施 しております。
特 に、システム 開 発 に 関 する 事 業 を 効 果 的 に 推 進 するためには、 国 内 外 における 先 端 技 術 、あ
るいはシステム 統 合 化 技 術 に 関 する 調 査 研 究 を 先 行 して 実 施 する 必 要 がありますので、 当 協 会 に
総 合 システム 調 査 開 発 委 員 会 ( 委 員 長 政 策 研 究 院 リサーチフェロー 藤 正 巖 氏 )を 設 置 し、 同
委 員 会 のご 指 導 のもとにシステム 技 術 開 発 に 関 する 調 査 研 究 事 業 を 実 施 しております。
この「 次 世 代 ロボット 技 術 (RT)の 環 境 構 造 化 に 関 する 調 査 研 究 報 告 書 」は、 上 記 事 業 の 一
環 として、 当 協 会 が 社 団 法 人 日 本 ロボット 工 業 会 に 委 託 して 実 施 した 調 査 研 究 の 成 果 でありま
す。
今 後 、 機 械 情 報 産 業 に 関 する 諸 施 策 が 展 開 されていくうえで、 本 調 査 研 究 の 成 果 が 一 つの 礎 石
として 役 立 てば 幸 いであります。
平 成 19 年 3 月
財 団 法 人 機 械 システム 振 興 協 会

はじめに
我 が 国 のロボット 産 業 は、 強 い 国 際 競 争 力 を 持 っており、 近 年 のロボットの 技 術 シーズは、 着
実 に 蓄 積 されつつあるが、 新 市 場 を 形 成 するロボットの 新 製 品 が 生 まれないと 言 う 問 題 も 指 摘 さ
れており、この 状 況 を 改 善 するには、ユーザが 真 に 求 めるサービスを 特 定 し、それを 実 現 できる
技 術 を 研 究 開 発 することが 重 要 であると 考 えられる。
また、2006 年 6 月 に 取 りまとめられた「 経 済 成 長 戦 略 大 綱 」において、ロボットは、 我 が
国 が「 世 界 のイノベーションセンター」となるための 新 産 業 群 の1つとして 位 置 づけられており
、ロボット 新 市 場 拡 大 を 目 的 に、 経 済 産 業 省 の「21 世 紀 ロボットチャレンジプログラム」では
、「サービスロボット 市 場 創 出 支 援 事 業 」や「 戦 略 的 先 端 ロボット 要 素 技 術 開 発 プロジェクト」
「 人 間 支 援 型 ロボット 実 用 化 プロジェクト」「 次 世 代 ロボット 共 通 基 盤 開 発 プロジェクト」 等 が
進 められている。
産 業 用 ロボットの 世 界 では、 環 境 を 構 造 化 することによって、 単 純 繰 り 返 し 作 業 能 力 しかない
ロボットでもその 機 能 と 実 用 価 値 、 応 用 範 囲 を 高 めることに 成 功 しているが、これまで 人 間 共 存
環 境 下 の 中 で 動 作 するロボット 実 現 のアプローチは、ロボット 自 体 の 高 機 能 化 を 主 として 進 めら
れてきたが、 現 実 環 境 は 多 様 なため、ロボットはごく 限 られたことしか 出 来 ず、 高 コスト、 大 型
化 にならざるを 得 ず、サービスロボットの 普 及 がなかなか 進 めなかった。
このような 状 況 の 中 で、ロボットが 行 動 する 環 境 側 に、 現 在 、および 近 未 来 のIT 技 術 、コン
ピュータネットワーク 技 術 、ユビキタスコンピュータ 技 術 などを 活 用 し、ロボットが 行 動 する 環
境 側 に、ロボットを 知 能 化 しやすいインフラを 整 備 する 環 境 の 情 報 構 造 化 技 術 が 進 捗 すれば、ど
のような 用 途 にも 応 じられる 共 通 の 情 報 構 造 化 環 境 が 確 立 されると 想 像 されるが、 近 未 来 におい
てこうした 汎 用 的 技 術 を 実 現 することは 困 難 であり、 用 途 に 応 じて、 個 別 に 環 境 構 造 化 技 術 を 追
求 することが 重 要 である。
このような 背 景 を 踏 まえて、「 次 世 代 ロボット 技 術 (RT)の 環 境 構 造 化 に 関 する 調 査 研 究 」
は、RT 構 築 の 基 盤 としての、 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技 術 に 焦 点 を 当 て、 環 境 構 造 化 技 術 とそのロ
ボット 技 術 (RT)での 活 用 法 を 明 らかにするもので、それにより、RTソリューションによる
実 証 システム 事 例 が 多 数 発 掘 され、「21 世 紀 ロボットチャレンジプログラム」などで 取 り 上 げ
るべき 研 究 課 題 が 数 多 く 創 出 されることを 期 待 して、 財 団 法 人 機 械 システム 振 興 協 会 より 委 託 を
受 け 実 施 したものである。
本 調 査 研 究 を 遂 行 するにあたり, 本 調 査 研 究 のために 設 置 された「 次 世 代 ロボット 技 術 環 境 構
造 化 調 査 研 究 専 門 委 員 会 ( 本 委 員 会 )( 委 員 長 : 谷 江 和 雄 ・ 首 都 大 学 東 京 教 授 )」、 並 びに「 公 共
空 間 情 報 構 造 化 WG( 主 査 : 淺 間 一 ・ 東 京 大 学 教 授 )、「 住 宅 情 報 構 造 化 WG( 主 査 : 水 川 真 ・
芝 浦 工 業 大 学 教 授 )」、「 作 業 現 場 情 報 構 造 化 WG( 主 査 : 大 場 光 太 郎 ・( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究
所 グループリーダ)」、「 産 業 用 情 報 構 造 化 WG( 主 査 : 新 井 民 夫 ・ 東 京 大 学 教 授 )」の 委 員 各 位
と 専 門 分 野 から 貴 重 なご 意 見 、ご 指 導 を 賜 った 関 係 各 位 のご 尽 力 に 対 し 心 より 感 謝 申 し 上 げる 次
第 である。
平 成 19 年 3 月
社 団 法 人 日 本 ロボット 工 業 会

目 次
序
はじめに
目 次
1. 調 査 研 究 の 目 的 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
2. 調 査 研 究 の 実 施 体 制 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
3. 調 査 研 究 の 内 容 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
第 1 章 生 活 支 援 RTシステムのアプリケーションによる 実 証 システム ‥‥‥‥‥‥ 8
1.1 ロボットタウンの 実 証 的 研 究 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
1.2 環 境 と 作 業 構 造 のユニバーサルデザイン ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 11
第 2 章 開 発 促 進 戦 略 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
2.1 公 共 空 間 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
2.1.1 公 共 空 間 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
2.1.2 駅 、 空 港 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
(1) 駅 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
(2) 空 港 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 18
2.1.3 図 書 館 、 美 術 館 、 科 学 館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20
(1) 科 学 館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20
(2) 美 術 館 、 博 物 館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25
(3) 図 書 館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 31
2.1.4 商 業 空 間 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 34
(1) 大 型 商 業 施 設 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 34
2.1.5 官 庁 、オフィス ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 38
(1) 官 庁 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 38
(2)オフィス ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 42
2.1.6 公 共 空 間 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 ‥‥‥‥‥ 45
2.1.7 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 49
2.2 住 宅 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 53
2.2.1 住 宅 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 53
2.2.2 高 齢 者 支 援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 54
(1)80 歳 の 単 身 世 帯 者 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 54
2.2.3 共 働 き 支 援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 62
(1) 二 人 の 子 供 を 持 つ 共 働 き 世 帯 者 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 62
2.2.4 住 宅 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 ‥‥‥‥‥‥‥ 68
2.2.5 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 80
2.3 作 業 現 場 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86
2.3.1 作 業 現 場 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86
2.3.2 建 築 分 野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86
(1) 建 築 工 事 における 現 場 監 督 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86
(2) 建 築 工 事 作 業 に 携 わる 協 力 会 社 の 職 長 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 91
2.3.3 土 木 分 野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 93
(1) 建 設 機 械 工 事 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 93
2.3.4 農 業 分 野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 98
(1) 稲 作 ( 屋 外 ) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 98
(2)カンキツ( 屋 外 ) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 101

(3) 高 設 栽 培 イチゴ( 屋 内 ) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 104
(4)トマト( 屋 内 ) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 107
2.3.5 災 害 分 野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 111
(1) 大 都 市 大 震 災 での 救 助 支 援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 111
(2) 地 下 街 における 化 学 剤 漏 洩 災 害 対 応 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 115
(3) 化 学 プラント 事 故 対 策 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 118
(4) 交 通 機 関 における 事 故 対 策 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 120
2.3.6 作 業 現 場 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 ‥‥‥‥‥ 121
2.3.7 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 122
2.4 産 業 用 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 124
2.4.1 産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 124
2.4.2 作 業 構 築 を 中 心 とする 環 境 構 造 化 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 130
(1) 汎 用 つかみ 機 構 の 開 発 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 130
(2) 掴 み 機 構 データベースの 構 築 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 132
(3)エンドエフェクタ 制 御 動 作 環 境 の 充 実 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 134
(4)ロボット・ 環 境 配 置 設 計 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 135
(5) 教 示 自 動 化 のための 情 報 埋 め 込 み ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 137
(6) 環 境 構 造 化 による 物 流 インタフェース 支 援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 139
2.4.3 ビジョン・センシングを 中 心 とする 環 境 構 造 化 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 139
(1)DfVision: ビジョンセンサ 用 の 設 計 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 139
(2)ポカミス 防 止 のための 環 境 構 造 化 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 141
(3) 安 全 のための 作 業 者 の 動 作 計 測 ・ 予 測 とロボット 制 御 ‥‥‥‥‥‥ 143
2.4.4 産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 ‥‥‥‥‥‥ 146
2.4.5 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 146
第 3 章 環 境 構 造 化 における 標 準 化 案 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148
3.1 はじめに ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148
3.2 関 連 する 標 準 化 動 向 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148
3.2.1 NRF(ネットワークロボットフォーラム)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148
3.2.2 RTミドルウェア ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 150
3.2.3 その 他 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 151
3.3 シナリオ 事 例 に 基 づく 検 討 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 153
3.3.1 基 本 フレームワーク ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 153
3.3.2 公 共 空 間 で 想 定 される 標 準 化 要 素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 154
3.3.3 住 宅 環 境 で 想 定 される 標 準 化 要 素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 154
3.3.4 作 業 現 場 で 想 定 される 標 準 化 要 素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 154
3.3.5 製 造 現 場 で 想 定 される 標 準 化 要 素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 155
4. 調 査 研 究 の 成 果 (まとめ) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 156
5. 調 査 研 究 の 今 後 の 課 題 及 び 展 開 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 168

1. 調 査 研 究 の 目 的
我 が 国 のロボット 産 業 は、 産 業 用 ロボット 生 産 高 では 世 界 の60%を 占 め、 強 い 国 際 競 争 力 を 持 って
おり、この 強 いロボット 産 業 を 一 層 強 化 するために、また、21 世 紀 の 高 齢 化 社 会 における 安 心 ・ 安 全
で 質 の 高 い 生 活 の 実 現 を 目 指 すため、 社 会 ニーズを 鑑 み、 従 来 からロボットが 活 躍 している 産 業 用 から、
医 療 ・ 福 祉 、 日 常 生 活 支 援 などの 非 産 業 分 野 に 展 開 し、 市 場 を 拡 大 する 技 術 開 発 努 力 が 進 められてきた。
その 結 果 、ロボットの 技 術 シーズは、 着 実 に 蓄 積 されつつあるが、 新 市 場 を 形 成 するロボットの 新 製
品 が 生 まれないと 言 う 問 題 が 指 摘 されており、この 問 題 に 対 処 するために、ロボット 産 業 をソリューシ
ョンビジネスとして 育 成 する 方 向 が 提 案 され、それに 基 づいて 経 済 産 業 省 の「21 世 紀 ロボットチャレ
ンジプログラム」では、 技 術 インフラの 整 備 を 目 的 とした「RTミドルウェア 開 発 」や「ロボットコン
ポーネントの 充 実 を 図 る 戦 略 的 機 能 部 品 開 発 」が 進 められてきた。
このような 背 景 の 中 で、これら 技 術 インフラを 活 用 して、 近 年 のユビキタスコンピュータ 技 術 やネッ
トワーク 技 術 などIT 分 野 の 進 展 を 踏 まえ、ユーザが 求 める 真 に 役 立 つロボットシステムをいかに 構 築
するかが 急 務 となっており、 生 活 空 間 などでRTコンポーネントを 統 合 し、 次 世 代 ロボット 技 術 システ
ムを 容 易 に 構 築 するためには、 高 機 能 化 、 知 能 化 するアプローチだけにとらわれず、 環 境 をRTに 合 う
ように 知 能 化 するための 基 礎 技 術 を 早 急 に 整 備 することが 求 められており、 今 後 とるべきロボット 技 術
の 新 たな 方 向 、また、その 方 向 を 視 野 に、 具 体 的 に 技 術 開 発 すべき 課 題 を 明 らかにすることを 目 的 に 調
査 研 究 を 実 施 する。
一 方 、 近 年 のエレクトロニクスやITの 進 展 はめざましく、 空 間 位 置 のデジタル 化 や、 空 間 に 存 在 す
る 物 体 をICタグ 等 により 知 的 情 報 として 活 用 することを 可 能 にしている。 例 えば、 自 動 車 分 野 では、
衛 星 通 信 をベースにしたGPSが 社 会 インフラとして 普 及 したように、 自 動 車 単 体 ではなく 環 境 インフ
ラとの 併 用 で、カーナビが 発 達 した。 環 境 ・ 空 間 を 各 種 の 位 置 計 測 手 段 によってデジタル 化 する 技 術 は、
特 にGPSの 技 術 として 進 展 し、ミサイルの 誘 導 、カーナビなどに 応 用 されており、 近 年 では、その 位
置 計 測 の 高 精 度 化 が 追 求 され、 携 帯 電 話 、 時 計 、パソコンなどに 搭 載 し、その 付 加 価 値 を 高 めることが
検 討 されている。
ロボット 技 術 の 新 たな 方 向 としてここで 注 目 した 技 術 は 環 境 の 情 報 構 造 化 技 術 である。
ロボットは 作 業 を 実 行 するには 対 象 、 環 境 に 関 する 知 識 が 必 要 であり、また、 環 境 中 での 位 置 の 情 報 も
必 要 である。こうした 知 識 ・ 情 報 を 最 近 のIT、ユビキタスコンピューティング 技 術 で 空 間 に 付 加 し、
ロボットを 支 援 することを 考 え、ここではこうした 知 識 ・ 情 報 を 付 加 した「ロボットの 外 側 」の 対 象 や
環 境 を 情 報 的 に 構 造 化 された 環 境 、あるいは 情 報 構 造 化 環 境 と 呼 ぶ。
また、 経 済 産 業 省 の「 技 術 戦 略 マップ」の 中 で 必 要 機 能 とされている 環 境 構 造 化 の 技 術 的 手 段 として
RFID 等 のICタグを 各 種 製 品 あるいは 環 境 の 各 所 に 設 置 する 技 術 が 検 討 されており、これらはセキ
ュリティ、 軍 用 などで 一 部 実 用 化 されているものの、ロボット 技 術 分 野 への 応 用 はあまり 検 討 されてい
ず、IT、 通 信 ネットワーク 技 術 と 並 び、 今 後 ロボットの 高 度 化 と 応 用 分 野 の 拡 大 を 支 援 する 重 要 な 要
素 技 術 になると 期 待 されている。
公 共 分 野 、 医 療 、 福 祉 分 野 、 生 活 分 野 などにおいて、RTコンポーネントをうまく 統 合 して、ユーザ
が 期 待 する 新 製 品 を 開 発 しやすい 環 境 を 整 備 する 上 で、 重 要 なキーテクノロジは、ユーザの 期 待 に 応 え
る 知 的 なシステムを 構 築 し 易 い 基 盤 を 整 備 することが 重 要 である。 生 活 空 間 で 使 われるロボットにおい
ても、その 作 業 環 境 は 産 業 現 場 よりもより 作 業 対 象 は 複 雑 、 多 様 になることから、ロボットのみに 機 能
を 依 存 し、 効 果 を 発 揮 することは 不 可 能 で 何 らかの 環 境 側 への 工 夫 が 求 められる。しかし、 人 の 生 活 空
間 は 工 場 のようにロボット 向 きにその 物 理 構 造 を 改 変 できないことから、 工 場 とは 異 なる 方 法 による 環
境 の 構 造 化 が 必 要 である。ここに 解 決 策 を 与 えるのが、 近 年 のIT、ユビキタスコンピューティング、
ネットワーク 技 術 を 活 用 し、 情 報 によって 環 境 を 構 造 化 することである。
本 調 査 研 究 はこのような、ロボット 導 入 の 阻 害 要 因 を 解 消 するための 環 境 側 への 情 報 の 埋 め 込 みを 行
う 環 境 構 造 化 技 術 とそのRTでの 活 用 法 を 明 らかにするもので、 環 境 構 造 化 技 術 の 導 入 で、ロボットの
新 たな 応 用 展 開 を 目 指 すもので、それにより、RTソリューションによる 実 証 システム 事 例 が 多 数 発 掘
され、さらに「21 世 紀 ロボットチャレンジプログラム」などで 取 り 上 げるべき 研 究 課 題 が 数 多 く 創 出
されることを 目 的 としている。また、 近 年 のエレクトロニクスやITの 進 展 による、 環 境 をデジタル 化
し、 空 間 に 存 在 する 機 器 やシステムの 知 能 化 を 容 易 にする 技 術 の 進 展 はめざましく、 次 世 代 ロボット 技
術 を 容 易 に 構 築 するための 基 盤 となる 環 境 構 造 化 を 図 ることによって、 今 後 、 期 待 の 大 きい 生 活 支 援 R
T 市 場 の 顕 在 化 、 創 出 に 資 するものである。
1

2. 調 査 研 究 の 実 施 体 制
本 調 査 研 究 の 実 施 体 制 は、 社 団 法 人 日 本 ロボット 工 業 会 内 に 学 識 経 験 者 、メーカ、ユーザからなる 専
門 委 員 会 を 設 置 し、これらの 審 議 、 指 導 により 事 業 を 実 施 する。
また、 本 委 員 会 の 下 に4つのWG( 分 科 会 )を 設 置 し、 具 体 的 な 作 業 を 行 った。
( 財 ) 機 械 システム 振 興 協 会 総 合 システム 調 査 開 発 委 員 会
委 託
( 社 ) 日 本 ロボット 工 業 会
次 世 代 ロボット 技 術 環 境 構 造 化 調 査 研 究 専 門 委 員 会 ( 本 委 員 会 )
委 員 長 : 谷 江 和 雄
( 首 都 大 学 東 京 )
公 共 空 間 情 報 構 造
WG
主 査 : 淺 間 一
( 東 京 大 学 )
住 宅 情 報 構 造 化
WG
主 査 : 水 川 真
( 芝 浦 工 業 大 学 )
作 業 現 場 情 報 構 造 化
WG
主 査 : 大 場 光 太 郎
(( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 )
産 業 用 情 報 構 造 化
WG
主 査 : 新 井 民 夫
( 東 京 大 学 )
2

総 合 システム 調 査 開 発 委 員 会 委 員 名 簿
( 順 不 同 ・ 敬 称 略 )
委 員 長 政 策 研 究 院 藤 正 巖
リサーチフェロー
委 員 埼 玉 大 学 太 田 公 廣
地 域 共 同 研 究 センター
教 授
委 員 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 金 丸 正 剛
エレクトロニクス 研 究 部 門
副 研 究 部 門 長
委 員 独 立 行 政 法 人 産 業 技 術 総 合 研 究 所 志 村 洋 文
産 学 官 連 携 部 門
コーディネータ
委 員 東 北 大 学 中 島 一 郎
未 来 科 学 技 術 共 同 研 究 センター
センター 長
委 員 東 京 工 業 大 学 大 学 院 廣 田 薫
総 合 理 工 学 研 究 科
教 授
委 員 東 京 大 学 大 学 院 藤 岡 健 彦
工 学 系 研 究 科
助 教 授
委 員 東 京 大 学 大 学 院 大 和 裕 幸
新 領 域 創 成 科 学 研 究 科
教 授
3

委 員 長
委 員
次 世 代 ロボット 技 術 環 境 構 造 化 調 査 研 究 専 門 委 員 会 ( 本 委 員 会 )
委 員 名 簿
( 順 不 同 ・ 敬 称 略 )
委 員 名
谷 江 和 雄
近 藤 直
長 谷 川 勉
山 口 亨
水 川 真
中 内 靖
新 井 民 夫
淺 間 一
橋 本 秀 紀
鈴 木 剛
田 所 諭
前 田 雄 介
菅 野 重 樹
天 野 久 徳
平 井 成 興
大 場 光 太 郎
谷 川 民 生
山 元 弘
伊 藤 弘
長 坂 善 禎
辻
邦 浩
藤 田 俊 弘
中 川 友 紀 子
村 上 弘 記
池 田 雄 一
小 林 政 己
蔡 成 浩
稲 葉 良 平
黒 澤 豊 樹
吉 灘 裕
竹 内 啓 五
井 上 敬 治
長 瀬 雅 之
鈴 木 章 悦
小 南 哲 也
松 日 楽 信 人
伊 藤 健 三
山 本 浩 一
岩 城 敏
三 宅 徳 久
機 関 名
首 都 大 学 東 京
愛 媛 大 学
九 州 大 学
首 都 大 学 東 京
芝 浦 工 業 大 学
筑 波 大 学
東 京 大 学
東 京 大 学
東 京 大 学
東 京 電 機 大 学
東 北 大 学
横 浜 国 立 大 学
早 稲 田 大 学
総 務 省 消 防 庁 消 防 大 学 校
( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所
( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所
( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所
( 独 ) 土 木 研 究 所
( 独 ) 建 築 研 究 所
( 独 ) 農 業 ・ 食 品 産 業 技 術
総 合 研 究 機 構
㈱Robotic Space Design
研 究 所
IDEC㈱
㈱アールティ
石 川 島 播 磨 重 工 業 ㈱
㈱ 大 林 組
川 崎 重 工 業 ㈱
鹿 島 建 設 ㈱
キヤノン㈱
黒 澤 R&D 技 術 事 務 所
㈱ 小 松 製 作 所
清 水 建 設 ㈱
JR 東 日 本 研 究 開 発 センター
㈱セック
大 成 建 設 ㈱
㈱デンソーウェーブ
㈱ 東 芝
㈱ニチイ 学 館
日 産 自 動 車 ㈱
日 本 電 信 電 話 ㈱
パラマウントベッド㈱
所 属 ・ 役 職
システムデザイン 学 部 ヒューマンメカトロニクスシステムコース 教 授
大 学 院 理 工 学 研 究 科 教 授
大 学 院 システム 情 報 科 学 研 究 院 教 授
システムデザイン 学 部 情 報 通 信 システムコース 教 授
工 学 部 電 気 情 報 系 電 気 工 学 科 教 授
大 学 院 システム 情 報 工 学 研 究 科 知 能 機 能 システム 専 攻 助 教 授
大 学 院 工 学 系 研 究 科 教 授
人 工 物 工 学 研 究 センター 教 授
生 産 技 術 研 究 所 助 教 授
工 学 部 情 報 通 信 工 学 科 助 教 授
大 学 院 情 報 科 学 研 究 科 教 授
大 学 院 工 学 研 究 院 システムの 創 生 部 門 助 教 授
理 工 学 部 機 械 工 学 科 教 授
消 防 研 究 センター 主 幹 研 究 官
知 能 システム 研 究 部 門 部 門 長
知 能 システム 研 究 部 門 空 間 機 能 研 究 グループグループリーダ
知 能 システム 研 究 部 門 空 間 機 能 研 究 グループ 主 任 研 究 員
技 術 推 進 本 部 先 端 技 術 チーム 主 席 研 究 員
研 究 総 括 監
中 央 農 業 総 合 研 究 センター 高 度 作 業 システム 研 究 チーム
主 任 研 究 員
代 表 取 締 役
常 務 執 行 役 員 ・ 研 究 開 発 &マーケティング 戦 略 担 当
代 表 取 締 役
技 術 開 発 本 部 総 合 開 発 センタ- 制 御 システム 開 発 部
主 幹 研 究 員
技 術 研 究 所 建 築 生 産 システム 研 究 室 副 主 査
技 術 開 発 本 部 研 究 企 画 部 上 級 専 門 職
技 術 研 究 所 建 築 生 産 グループ 主 任 研 究 員
生 産 技 術 本 部 生 産 技 術 推 進 センター 生 産 技 術 戦 略 部
所 長
研 究 本 部 建 機 第 1イノベーションセンタユニットマネージャ
技 術 研 究 所 先 端 技 術 開 発 センター 主 任 研 究 員
先 端 鉄 道 システム 開 発 センター 企 画 ・ 先 端 技 術 グループ 課 長
開 発 本 部 第 4 開 発 部 部 長
土 木 本 部 機 械 部 部 長
制 御 システム 事 業 部 技 術 2 部 部 長
研 究 開 発 センターヒューマンセントリックラボラトリ- 研 究 主 幹
神 戸 ポートアイランドセンター 執 行 役 員
車 両 生 産 技 術 本 部 車 両 技 術 開 発 試 作 部 主 担
NTTサイバーソリューション 研 究 所 主 任 研 究 員
技 術 本 部 主 席 研 究 員
( 次 頁 続 く)
4

細 田 祐 司
茶 山 和 博
内 山 隆
青 山 元
榊 原 伸 介
伊 東 一 郎
北 野 斉
椎 名 一 博
飯 島 雅 人
村 井 真 二
㈱ 日 立 製 作 所
㈱フジタ
㈱ 富 士 通 研 究 所
富 士 重 工 業 ㈱
ファナック㈱
㈱ 前 川 製 作 所
松 下 電 工 ㈱
三 井 不 動 産 ㈱
㈱ミサワホーム 総 合 研 究 所
㈱ 安 川 電 機
機 械 研 究 所 ロボティクスプロジェクト 主 管 研 究 員
土 木 本 部 技 術 顧 問
取 締 役
戦 略 本 部 クリーンロボット 部 部 長
ロボット 研 究 所 名 誉 所 長
総 合 プロジェクト 企 画 室 上 席 理 事
生 産 技 術 研 究 所 ロボット 技 術 開 発 グループ 主 担 当
S&E 総 合 研 究 所 上 席 主 任 研 究 員
センサ・IT ソリューション 担 当
ロボット 事 業 部 ロボット 工 場 開 発 部 開 発 第 2 課 課 長
オブザーバ
土 屋 博 史
加 賀 義 弘
経 済 産 業 省
経 済 産 業 省
製 造 産 業 局 産 業 機 械 課 課 長 補 佐
製 造 産 業 局 産 業 機 械 課 技 術 係 長
次 世 代 ロボット 技 術 環 境 構 造 化 調 査 研 究 専 門 委 員 会
公 共 空 間 情 報 構 造 化 WG・ 委 員 名 簿
委 員 名 機 関 名 所 属 ・ 役 職
主 査 淺 間 一 東 京 大 学 人 工 物 工 学 研 究 センター 教 授
委 員 長 谷 川 勉
橋 本 秀 紀
九 州 大 学
東 京 大 学
大 学 院 システム 情 報 科 学 研 究 院 教 授
生 産 技 術 研 究 所 助 教 授
鈴 木 剛 東 京 電 機 大 学
工 学 部 情 報 通 信 工 学 科 助 教 授
辻 邦 浩 ㈱Robotic Space Design 代 表 取 締 役
研 究 所
中 川 友 紀 子
村 上 弘 記
㈱アールティ
石 川 島 播 磨 重 工 業 ㈱
井 上 敬 治
松 日 楽 信 人
細 田 祐 司
森 田 俊 彦
青 山 元
椎 名 一 博
JR 東 日 本 研 究 開 発 センター
㈱ 東 芝
㈱ 日 立 製 作 所
㈱ 富 士 通 研 究 所
富 士 重 工 業 ㈱
三 井 不 動 産 ㈱
( 順 不 同 ・ 敬 称 略 )
代 表 取 締 役
技 術 開 発 本 部 総 合 開 発 センタ- 制 御 システム 開 発 部
主 幹 研 究 員
先 端 鉄 道 システム 開 発 センター 企 画 ・ 先 端 技 術 グループ 課 長
研 究 開 発 センターヒューマンセントリックラボラトリ- 研 究 主 幹
機 械 研 究 所 ロボティクスプロジェクト 主 管 研 究 員
自 律 システム 研 究 部 長
戦 略 本 部 クリーンロボット 部 部 長
S&E 総 合 研 究 所 上 席 主 任 研 究 員
5

次 世 代 ロボット 技 術 環 境 構 造 化 調 査 研 究 専 門 委 員 会
住 宅 情 報 構 造 化 WG・ 委 員 名 簿
( 順 不 同 ・ 敬 称 略 )
委 員 名 機 関 名 所 属 ・ 役 職
主 査 水 川 真 芝 浦 工 業 大 学 工 学 部 電 気 情 報 系 電 気 工 学 科 教 授
委 員 山 口 亨
中 内 靖
鈴 木 剛
菅 野 重 樹
安 藤 慶 昭
長 瀬 雅 之
伊 藤 健 三
岩 城 敏
三 宅 徳 久
山 本 正 樹
北 野 斉
飯 島 雅 人
首 都 大 学 東 京
筑 波 大 学
東 京 電 機 大 学
早 稲 田 大 学
( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所
㈱セック
㈱ニチイ 学 館
日 本 電 信 電 話 ㈱
パラマウントベッド㈱
松 下 電 器 産 業 ㈱
松 下 電 工 ㈱
㈱ミサワホーム 総 合 研 究 所
システムデザイン 学 部 情 報 通 信 システムコース 教 授
大 学 院 システム 情 報 工 学 研 究 科 知 能 機 能 システム 専 攻 助 教 授
工 学 部 情 報 通 信 工 学 科 助 教 授
理 工 学 部 機 械 工 学 科 教 授
知 能 システム 研 究 部 門 研 究 員
開 発 本 部 第 4 開 発 部 部 長
神 戸 ポートアイランドセンター 執 行 役 員
NTT サイバーソリューション 研 究 所 主 任 研 究 員
技 術 本 部 主 席 研 究 員
先 端 技 術 研 究 所 グループマネージャ
生 産 技 術 研 究 所 ロボット 技 術 開 発 グループ 主 担 当
センサ・IT ソリューション 担 当
次 世 代 ロボット 技 術 環 境 構 造 化 調 査 研 究 専 門 委 員 会
作 業 現 場 情 報 構 造 化 WG・ 委 員 名 簿
( 順 不 同 ・ 敬 称 略 )
委 員 名 機 関 名 所 属 ・ 役 職
主 査 大 場 光 太 郎 ( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 知 能 システム 研 究 部 門 空 間 機 能 研 究 グループグループリーダ
委 員 近 藤 直
田 所 諭
天 野 久 徳
谷 川 民 生
山 元 弘
中 島 史 郎
長 坂 善 禎
池 田 雄 一
蔡 成 浩
吉 灘 裕
竹 内 啓 五
鈴 木 章 悦
茶 山 和 博
伊 東 一 郎
愛 媛 大 学
東 北 大 学
総 務 省 消 防 庁 消 防 大 学 校
( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所
( 独 ) 土 木 研 究 所
( 独 ) 建 築 研 究 所
( 独 ) 農 業 ・ 食 品 産 業 技 術
総 合 研 究 機 構
㈱ 大 林 組
鹿 島 建 設 ㈱
㈱ 小 松 製 作 所
清 水 建 設 ㈱
大 成 建 設 ㈱
㈱フジタ
㈱ 前 川 製 作 所
大 学 院 理 工 学 研 究 科 教 授
大 学 院 情 報 科 学 研 究 科 教 授
消 防 研 究 センター 主 幹 研 究 官
知 能 システム 研 究 部 門 空 間 機 能 研 究 グループ 主 任 研 究 員
技 術 推 進 本 部 先 端 技 術 チーム 主 席 研 究 員
材 料 研 究 グループ 上 席 研 究 員
中 央 農 業 総 合 研 究 センター 高 度 作 業 システム 研 究 チーム
主 任 研 究 員
技 術 研 究 所 建 築 生 産 システム 研 究 室 副 主 査
技 術 研 究 所 建 築 生 産 グループ 主 任 研 究 員
研 究 本 部 建 機 第 1イノベーションセンタユニットマネージャ
技 術 研 究 所 先 端 技 術 開 発 センター 主 任 研 究 員
土 木 本 部 機 械 部 部 長
土 木 本 部 技 術 顧 問
総 合 プロジェクト 企 画 室 上 席 理 事
6

次 世 代 ロボット 技 術 環 境 構 造 化 調 査 研 究 専 門 委 員 会
産 業 用 情 報 構 造 化 WG・ 委 員 名 簿
( 順 不 同 ・ 敬 称 略 )
委 員 名 機 関 名 所 属 ・ 役 職
主 査 新 井 民 夫 東 京 大 学 大 学 院 工 学 系 研 究 科 教 授
委 員 前 田 雄 介
藤 田 俊 弘
小 林 政 己
稲 葉 良 平
小 南 哲 也
山 本 浩 一
榊 原 伸 介
村 井 真 二
横 浜 国 立 大 学
IDEC㈱
川 崎 重 工 業 ㈱
キヤノン㈱
㈱デンソーウェーブ
日 産 自 動 車 ㈱
ファナック㈱
㈱ 安 川 電 機
大 学 院 工 学 研 究 院 システムの 創 生 部 門 助 教 授
常 務 執 行 役 員 ・ 研 究 開 発 &マーケティング 戦 略 担 当
技 術 開 発 本 部 研 究 企 画 部 上 級 専 門 職
生 産 技 術 本 部 生 産 技 術 推 進 センター 生 産 技 術 戦 略 部
制 御 システム 事 業 部 技 術 2 部 部 長
車 両 生 産 技 術 本 部 車 両 技 術 開 発 試 作 部 主 担
ロボット 研 究 所 名 誉 所 長
ロボット 事 業 部 ロボット 工 場 開 発 部 開 発 第 2 課 課 長
7

3. 調 査 研 究 の 内 容
第 1 章 生 活 支 援 RTシステムのアプリケーションによる 実 証 システム
総 合 科 学 技 術 会 議 連 携 施 策 群 「 次 世 代 ロボット- 共 通 プラットフォーム 技 術 の 確 立 -」として 平 成 1
7 年 度 に 採 択 された「ロボットタウンの 実 証 的 研 究 」 並 びに「 環 境 と 作 業 構 造 のユニバーサルデザイン」
について 調 査 を 実 施 した。
1.1 ロボットタウンの 実 証 的 研 究
(1) 概 略
総 合 科 学 技 術 会 議 連 携 施 策 群 「 次 世 代 ロボット」 平 成 17 年 採 択 プロジェクトである「ロボットタウ
ンの 実 証 的 研 究 」について、 計 画 内 容 と 現 状 について 報 告 する。これはロボットが 人 間 と 共 生 して 種 々
の 作 業 を 行 うことを 可 能 にするため、 環 境 側 にプログラムや 情 報 、 知 識 を 埋 め 込 んだ 環 境 情 報 構 造 化 プ
ラットフォーム:ロボットタウンを 研 究 開 発 するものである。 公 道 でのロボット 運 用 実 験 に 関 する 規 制
緩 和 をはかった「ロボット 特 区 」での 実 績 ・ 経 験 をベースに、 種 々のロボットが 活 動 できるプラットフ
ォームを 実 現 する。
(2) 内 容
ロボットは 我 々の 住 む3 次 元 空 間 において、 物 理 的 移 動 ・ 操 作 を 通 じて 有 益 な 作 業 を 行 う。そのため
の 基 本 となるのが、ロボット 自 身 および 作 業 対 象 、 障 害 物 の 空 間 配 置 である。 屋 外 であればGPSを 利
用 してロボットは 地 球 上 での 自 己 位 置 を 正 確 に 知 ることができる。さらに 地 図 情 報 を 併 用 すれば、 周 囲
の 状 況 もある 程 度 知 ることができる。しかしそれだけでは 人 間 社 会 に 共 生 して 種 々の 作 業 を 行 うには 不
十 分 である。 人 間 の 活 動 によりタウン 内 の 物 体 配 置 や 通 路 の 状 況 は 時 々 刻 々と 変 化 するからである。こ
れらの 変 化 をリアルタイムに 認 識 ・ 管 理 して、ロボットが 必 要 とする 情 報 を 提 供 し、その 活 動 を 支 援 す
る 機 能 を 環 境 側 に 持 たせようというのがロボットタウンの 基 本 概 念 である。
ロボットタウン
ロボットが 人 と 共 生 しながら 働 く 街
住 宅 ゾーン
中 央 公 園
ICタグ
ICタグ
・ 物 に ICタグ
・ 床 に IC タグ
ロボットの 店 内 移 動
物 の 発 見 を 支 援
コンビニ 内
シニアゾーン
ICタグ
病 院 内
・ICタグ
・ 院 内 地 図
車 椅 子 を
目 的 地 へ 誘 導
海 浜
GPS
低 空 移 動 / 固 定 体
電 子 タグ 付
分 散 ビジョン
システム
知 的 道
路 鋲
5GHz 帯
無 線 LAN
タウンマネジ
メントセンタ
ロボット 店 舗
(ロボットが 働 く)
知 的 シニア
カー
各 種 ロボット
システム
図 1.1―1 概 念 図
8

研 究 開 発 目 標 の 概 念 図 を 図 1.1-1に 示 す。 人 間 が 日 常 生 活 をしている 街 区 には、 街 角 ビジョンカ
メラを 分 散 配 置 する。 街 角 ビジョンは 視 野 内 のロボットや 歩 行 者 などの 移 動 体 の 位 置 や 姿 勢 、 運 動 方 向
を 計 測 する。また、 歩 道 路 面 や 側 壁 面 あるいは 建 物 内 部 にはRFIDタグやセンサを 分 散 配 置 する。 街
角 カメラ、ロボット、センサはネットワークを 通 じて、タウンマネージメントシステムに 接 続 されてい
る。このタウンマネージメントシステムがGIS 等 のデータベースを 含 め、すべての 情 報 を 統 合 ・ 管 理
し、 街 中 の 人 、ロボット 等 の 移 動 体 の 状 況 を 実 時 間 で 認 識 ・ 把 握 する。 各 ロボットはその 周 囲 の 移 動 体
や 障 害 物 状 況 などの 必 要 な 情 報 をマネージメントセンタから 供 給 され、その 作 業 目 標 を 達 成 することが
できる。
人 間 共 生 環 境 の 情 報 構 造 化 の 構 築 初 期 コストと 運 用 ・ 保 守 管 理 コストを 考 慮 すると、センサやRFI
Dタグの 配 置 はできるだけスパースにしたい。スパースな 配 置 は、 人 間 にとって 自 然 で 快 適 な 生 活 環 境
の 維 持 にもつながる。その 反 面 、ロボットの 行 動 に 必 要 な 空 間 的 計 測 精 度 の 確 保 が 難 しくなる。これら
のトレードオフを 探 ることも 研 究 課 題 である。
1ビジョンセンサ
人 間 やロボットなどの 移 動 体 の 位 置 や 運 動 を 計 測 するため、 単 眼 カメラを 必 要 に 応 じてレーザレンジ
ファインダなどと 組 み 合 わせて、 環 境 内 に 固 定 配 置 して 用 いる。 差 分 画 像 処 理 と 高 速 レベルセット 法 と
を 組 み 合 わせたものをベースに、 移 動 体 の 検 出 と 位 置 計 測 を 実 時 間 で 行 う。
屋 外 では、 日 照 変 化 や 風 による 草 木 の 動 きによる 背 景 画 像 の 変 動 の 影 響 があるが、 固 定 カメラである
ので、カメラ 毎 に 学 習 による 適 応 や、 対 象 エリアに 関 する 知 識 などを 導 入 することにより、 頑 健 性 を 高
めることができる。
移 動 体 が 視 野 内 に 入 ってきたときに、 他 のビジョンシステムで 計 測 された 結 果 があれば、ネットワー
ク 経 由 でタウンマネージメントシステムからそれらの 情 報 を 得 ることが 出 来 るので、これを 利 用 して 画
像 計 測 処 理 の 頑 健 性 を 高 めることができる。また、レーザレンジセンサなどロボットに 搭 載 されたセン
サ 情 報 をも 統 合 して、 全 体 として 精 度 の 向 上 と 頑 健 性 の 確 保 をはかる。
各 ビジョンからの 移 動 体 に 関 する 位 置 情 報 は、タウンマネージメントシステムに 逐 次 送 られ 管 理 区 域
内 の 全 ての 情 報 とともに 管 理 されるほか、ログとして 過 去 の 動 作 系 列 が 保 存 される。
2RFIDタグによる 環 境 情 報 構 造 化
屋 外 通 路 や 建 物 内 部 床 面 には、RFIDタグを 埋 込 配 置 し、 環 境 情 報 構 造 化 をはかる。また 住 宅 内 什
器 やオフィス・ 病 院 内 でロボットが 操 作 対 象 とする 物 品 にもRFIDタグを 添 付 して、それらの 認 識 ・
移 動 管 理 に 用 いる。これらにより 移 動 ロボットの 自 己 位 置 確 認 、あるいはマニピュレーション 作 業 支 援
がなされる。
内 蔵 電 源 を 持 たないパッシブタグについて、 実 環 境 使 用 状 況 下 での、 確 実 な 読 みとり 動 作 条 件 、 移 動
ロボット 位 置 姿 勢 計 測 精 度 など、 性 能 確 認 は 完 了 している。
3タウンマネージメントシステム
宅 内 、オフィスや 病 院 など 建 物 単 位 、およびそれらの 集 合 としての 街 区 単 位 でタウンマネージメント
システムは 管 理 区 域 内 の 人 やロボットなどの 移 動 体 の 位 置 ・ 姿 勢 および 運 動 を 計 測 し、 個 々のロボット
の 動 作 および 作 業 を 支 援 する。
通 常 のGISにくわえ、 街 角 ビジョンシステムの 配 置 と 視 野 範 囲 、RFIDタグの 設 置 状 況 、ロボッ
ト 形 状 データなどを 基 本 データベースとして 装 備 する。ビジョンシステムに 対 しては、 観 測 されるはず
のロボットの 形 状 や 位 置 情 報 を 渡 して、ビジョン 処 理 を 容 易 にするとともに、その 処 理 結 果 の 検 証 を 支
援 する。またビジョンやロボットからの 位 置 情 報 を 統 合 し、 認 識 処 理 や 位 置 計 測 結 果 の 一 貫 性 を 維 持 管
理 する。
実 証 実 験 シナリオの 設 定 と、その 中 での 構 成 要 素 間 のインタラクションのチェックを 繰 り 返 しなが
ら、プロトコルの 定 義 と 拡 張 をすすめている。
9

4 実 証 プラットフォーム
環 境 情 報 構 造 化 プラットフォームとして、モデル 住 宅 においてロボットによる 生 活 支 援 の 実 証 実 験 を
行 う。
福 岡 市 の 博 多 湾 埋 め 立 て 地 「アイランドシティー」 内 の 中 央 公 園 一 角 にあるレンガ 住 宅 ( 図 1.1-
2、3、4)の 内 部 および 周 辺 領 域 を 対 象 に 環 境 情 報 構 造 化 を 行 い、 住 宅 内 部 でのロボットによる 生 活
支 援 、 周 辺 地 域 での 通 行 者 とロボットとのインタラクション 支 援 を 行 うための 環 境 整 備 を 行 った。
また、プラットフォームとしてのオープン 化 、 標 準 化 をはかるため、ハードウェアのインタフェース、
通 信 インフラ 等 検 討 を 進 めている。
アイランドシティ 住 宅 地 区
九 州 大 学 付 属 病 院
ロボスクエア
福 岡 県 福 岡 市
九 州
図 1.1-2 実 験 拠 点
図 1.1-3 実 験 住 宅
介 護 ベット 操 作
( 各 種 機 器 とマニ
ピュレーション)
窓 /ドア 開 閉
( 環 境 構 造 物 とマニ
ピュレーション)
ダイニング 配 膳
( 人 間 とマニピュ
レーション)
ゴミ 出 し( 屋 内 ⇔
屋 外 移 動 )
RFIDタグ
入 出 管 理
分 散 ビジョンシステム
図 1.1-4 実 験 概 念 図
10

(3) 研 究 体 制
研 究 開 発 は、 九 州 大 学 、( 財 ) 九 州 システム 情 報 技 術 研 究 所 、( 株 ) 安 川 電 機 、 九 州 日 本 電 気 ソフト
ウェア( 株 )で 実 施 する。
既 存 市 街 地 での 環 境 情 報 構 造 化 は 現 時 点 では 困 難 であることから、アイランドシティ( 福 岡 湾 内 埋 め
立 て 地 )の 都 市 作 りと 連 動 した 実 証 実 験 により 研 究 開 発 拠 点 の 実 現 をめざしている。モデル 住 宅 とそ
の 敷 地 内 通 路 および 隣 接 公 道 の 環 境 情 報 構 造 化 を 行 う。 福 岡 市 は 公 園 敷 地 や 住 宅 をプロジェクト
期 間 中 提 供 する。また、 福 岡 県 、 北 九 州 市 、 福 岡 市 が 地 域 の 産 学 を 結 集 して 設 立 したロボット 産
業 振 興 会 議 も 公 式 プロジェクトとして 支 援 するなど 地 域 ぐるみの 推 進 体 制 をとっている。さらに、
九 州 経 済 産 業 局 とも 密 接 に 協 力 しつつ、 本 プロジェクトを 起 爆 剤 に、ロボット 産 業 振 興 のための
プロジェクトの 創 設 ・ 実 施 しようとしている。
(4)まとめ
総 合 科 学 技 術 会 議 連 携 施 策 群 「 次 世 代 ロボット」 平 成 17 年 採 択 プロジェクトである「ロボットタウ
ンの 実 証 的 研 究 」の 概 要 を 報 告 した。 国 予 算 の 効 果 的 かつ 効 率 的 な 執 行 の 観 点 から、 本 プロジェクトで
開 発 されるプラットフォームは、 各 省 庁 予 算 で 開 発 されているロボットの 実 証 に 提 供 することになって
いる。 研 究 開 発 内 容 を 周 知 するため、 平 成 18 年 度 末 には、 中 間 成 果 の 公 開 をおこなうほか、19 年 度
末 に 実 証 実 験 公 開 を 予 定 している。
1.2 環 境 と 作 業 構 造 のユニバーサルデザイン
ここでは、 科 学 技 術 振 興 調 整 費 科 学 技 術 連 携 施 策 群 次 世 代 ロボット- 共 通 プラットフォーム 技 術 の 確
立 -として、 平 成 17 年 度 に 採 択 された「 環 境 と 作 業 構 造 のユニバーサルデザイン」のテーマについて、
その 概 略 、 研 究 内 容 、 体 制 などについて 記 述 する。
(1) 概 略
ロボット 作 業 のための 位 置 姿 勢 精 度 として、 移 動 作 業 のために50mm、 把 持 作 業 のために5mm 程
度 の 位 置 計 測 精 度 を 目 標 として、 環 境 に 埋 め 込 まれるセンサとしてはICタグ、GPS、 画 像 処 理 技 術
など、ロボットに 搭 載 されるセンサとしては 主 に 画 像 処 理 技 術 を 用 いて 物 体 の 位 置 姿 勢 情 報 を 提 供 する
環 境 の 情 報 提 供 インフラ( 環 境 構 造 )を 開 発 し 提 供 する。
また、ロボット 作 業 に 必 要 とされる 作 業 の 記 述 構 造 ( 作 業 構 造 )についても 開 発 し 提 供 する。これら
環 境 構 造 と 作 業 構 造 のユニバーサルデザイン 設 計 指 針 を 提 案 し、 標 準 化 を 目 指 す。ここでは、 神 奈 川 県
の 安 心 安 全 RT(ロボットテクノロジー)パークなどの 実 証 スペースにおいて 広 く 継 続 的 に 実 証 を 行 い、
共 通 プラットフォームをユーザに 提 供 する。
本 提 案 は、 人 間 生 活 環 境 などロボットにとっての 非 整 備 環 境 での 作 業 、さらには 異 機 種 ・ 異 環 境 間 で
の 作 業 を 簡 便 に 実 現 することを 可 能 とする、ロボット・インフラ 共 通 プラットフォーム 技 術 を 確 立 し、
ロボット 利 活 用 範 囲 の 可 能 性 を 広 め、 新 産 業 創 出 することを 目 的 とする。ここでは、 物 体 の 位 置 姿 勢 情
報 を 提 供 するインフラ 技 術 を 含 めた 環 境 構 造 と、 作 業 構 造 のユニバーサルデザインについて、 実 証 評 価
実 験 を 行 いながら 研 究 開 発 を 行 う。
(2) 内 容
昨 今 のネットワークの 発 達 により、ユビキタス 的 なコンセプトをロボットに 応 用 しようとする 試 みが
なされている。ロボットシステム 内 部 をネットワーク 化 するもの、それとは 対 照 的 に 環 境 構 造 にセンサ
やアクチュエータなどを 埋 め 込 んだ 知 的 環 境 を 実 現 しようとするもの(ここではユビキタス・ロボティ
クスと 呼 ぶ)などがある。これらネットワークを 効 率 よく 利 用 したシステムは、システム 構 成 要 素 のモ
ジュール 化 を 可 能 とし、 従 来 型 の 煩 雑 なシステム 構 成 から、モジュール 単 位 のメンテナンス 性 の 良 いシ
ステムを 実 現 し、モジュールの 再 利 用 を 可 能 とすることなどの 利 点 から、 広 く 広 まろうとしている。
さらに、 環 境 にあるセンサを 有 効 に 利 用 (センサヒュージョンなど)することで 精 度 向 上 、1つ1つ
11

のセンサを 安 価 に 抑 えることが 可 能 、システムの 高 信 頼 化 が 計 れる、などの 利 点 も 考 えられている。
さらには、 外 部 ネットワークに 接 続 することにより、 外 部 ネットワークから 必 要 な 知 識 情 報 を 得 られ
る 利 点 も 指 摘 されている。このユビキタス・ロボティクスの 特 色 としては、 上 記 のように 空 間 自 体 がロ
ボット 化 するという 側 面 の 他 に、 従 来 のロボットのための 環 境 インフラとしての 位 置 づけがあり、 現 在
のロボットシステムを 早 急 に 人 間 生 活 に 導 入 するための 足 がかりとして、 緊 急 に 整 備 が 求 められている。
このような 人 間 生 活 環 境 などロボットにとっての 非 整 備 環 境 、さらには 異 なる 環 境 においても、ロボ
ット 作 業 を 簡 便 に 実 現 するためのロボット・インフラ 共 通 プラットフォーム 技 術 を 考 えてみると、 現 在
のロボットのおかれている 環 境 を、 物 理 的 にも 知 識 的 ( 位 置 姿 勢 計 測 などのセンサを 含 む)にも 整 備 し、
何 らかのユニバーサルデザイン 化 「 環 境 構 造 のユニバーサルデザイン」する 必 要 がある。
同 時 に、 異 なるロボットが 異 なる 環 境 においても 作 業 を 容 易 に 実 現 するためには、 作 業 知 識 などを 共
有 することを 可 能 とするための「 作 業 構 造 のユニバーサルデザイン」が 必 要 不 可 欠 である( 図 1.2-
1、 図 1.2-2 参 照 )。この2つのロボット・インフラ 共 通 プラットフォーム 技 術 (ユニバーサルデ
ザイン)は、ロボットの 活 用 範 囲 を 広 げ、 新 たなロボット 応 用 産 業 の 新 産 業 創 出 することを 可 能 とする。
機 種 ( 作 業 依 存 )
異 環 境 間
環 境 構 造 のユニバーサルデザイン
• 知 識 的 環 境 構 造
• 位 置 姿 勢 情 報 提 供 インフラ
• 物 理 パラメータ( 形 状 、 硬 さなど)
• 環 境 状 態 ( 照 度 など)
•ロボット 状 態
• 物 理 的 環 境 構 造 デザイン
宇 宙 環 境
工 場 環 境 研 究 室 環 境 住 宅 環 境 社 会 環 境
異 機 種 間
環 境
作 業 構 造 のユニバーサルデザイン
•タスク 知 識 構 造
•スキル 知 識 構 造
•サーボ 知 識 構 造
図 1.2-1 異 機 種 ・ 異 環 境 間 プラットフォーム
ロボット
環 識 ・ 場
物 体
作 業 構 造
タスク 知 識 どこをつかむか、どのように 扱 うかなど
スキル 知 識 場 に 応 じた 作 業 方 法 や 手 順 など
サーボ 知 識 位 置 制 御 ・ 力 制 御 など
環 境 構 造
知 識 的 環 境 構 造
可 変 (センサ)
不 変
ロボット 知 識
ロボット 状 態 知 識
関 節 角 度 、 力 など
ロボット 仕 様 知 識
自 由 度 、ハンド 形 状 など
環 境 知 識
環 境 状 態 知 識
照 明 条 件 など
環 境 仕 様 知 識
床 、 壁 の 配 置 など
物 体 知 識
物 体 状 態 知 識
物 体 の 位 置 ・ 姿 勢 知 識
x,y,z,θ,φ,ψ
物 体 の 形 状 などの 知 識
質 量 、 大 きさ、 柔 らかさなど
物 理 的
環 境 構 造
図 1.2-2 環 境 構 造 と 作 業 構 造
本 提 案 課 題 は、 人 間 生 活 環 境 などロボットにとっての 非 整 備 環 境 での 作 業 、さらには 異 機 種 ・ 異 環 境
間 での 作 業 を 簡 便 に 実 現 することを 可 能 とする、ロボット・インフラ 共 通 プラットフォーム 技 術 を 確 立
し、ロボット 利 活 用 範 囲 の 可 能 性 を 広 め、 新 産 業 創 出 することを 目 的 とする。
12

ここでは 特 に、
1 物 体 の 位 置 ・ 姿 勢 情 報 などを 提 供 するなどの 環 境 構 造 ユニバーサルデザイン 技 術 。
2ロボット 作 業 を 円 滑 に 行 うための 作 業 構 造 ユニバーサルデザイン 技 術 。
3 神 奈 川 県 RTパークなどにおいて 実 証 スペースを 構 築 し、 家 庭 内 移 動 ロボットやヒューマノイドロボ
ットを 用 いて、 特 に 家 庭 内 環 境 での 作 業 の 実 証 評 価 実 験 ( 図 1.2-3)を 行 う。
環 境 構 造 ユニバーサルデザインとしては、ICタグなどの 空 間 配 置 されるセンサの 特 性 を 考 慮 した 位
置 姿 勢 計 測 技 術 を 提 案 し、シミュレーション 技 術 を 併 用 しながら、 構 造 化 手 法 の 研 究 開 発 を 行 う。
また、ロボット 作 業 のユニバーサルデザインとして、 環 境 構 造 としての 位 置 姿 勢 情 報 を 活 用 し、 実 環
境 でのロボット 作 業 に 必 要 な 作 業 の 記 述 方 式 の 構 造 化 を 行 う。これらの 環 境 構 造 と 作 業 構 造 のユニバー
サルデザインについては 標 準 化 を 検 討 し、 実 証 スペースを 構 築 し、 実 証 評 価 実 験 を 行 う。
(2) 作 業 構 造
ロボット
環 識 ・ 場
1タスク 知 識 どこをつかむか、どのように 扱 うかなど
2スキル 知 識 場 に 応 じた 作 業 方 法 や 手 順 など
3サーボ 知 識 位 置 制 御 ・ 力 制 御 など
物 体
仮 想 空 間
(シミュレーション 技 術 )
(1) 環 境 構 造
知 識 的 環 境 構 造
可 変 (センサ)
不 変
物 理 的
環 境 構 造
ロボット 知 識
ロボット 状 態 知 識
関 節 角 度 、 力 など
ロボット 仕 様 知 識
自 由 度 、ハンド 形 状 など
環 境 知 識
環 境 状 態 知 識
照 明 条 件 など
環 境 仕 様 知 識
床 、 壁 の 配 置 など
物 体 知 識
物 体 状 態 知 識
物 体 の 位 置 ・ 姿 勢 知 識
x,y,z,θ,φ,ψ
物 体 の 形 状 などの 知 識
質 量 、 大 きさ、 柔 らかさなど
(3) 実 証 評 価 実 験
神 奈 川 県 「 安 全 安 心 RTパーク( 仮 称 )」 など
図 1.2-3 研 究 概 要
(3) 研 究 体 制
本 提 案 は、4つの 研 究 機 関 (( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 、 東 京 大 学 、㈱ 東 芝 、 測 位 衛 星 技 術 ㈱)の 特 色
を 生 かし3つのサブグループの 協 力 の 下 で 実 施 する。すなわち、1) 位 置 姿 勢 計 測 インフラ・ストラク
チャに 関 する 研 究 グループ(( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 とりまとめ)、2)ロボット 作 業 のためのユニバ
ーサルデザインに 関 する 研 究 グループ( 東 京 大 学 とりまとめ)、3) 実 証 評 価 実 験 (㈱ 東 芝 とりまとめ、
研 究 協 力 : 神 奈 川 県 )を 行 う。
(4)まとめ
科 学 技 術 連 携 施 策 群 の 効 果 的 ・ 効 率 的 な 推 進 、 次 世 代 ロボット- 共 通 プラットフォーム 技 術 の 確 立 -、
作 業 空 間 における 物 体 操 作 のための 環 境 情 報 構 造 化 プロジェクトとして 平 成 18 年 度 より3 年 間 研 究
する 機 会 を 得 た。4 機 関 協 力 し 合 い、 成 果 を 出 していきたい。
13

第 2 章 開 発 促 進 戦 略 の 検 討
環 境 を 構 造 化 することで、ロボットの 適 用 技 術 の 可 能 性 を 高 め、ロボット 利 用 分 野 を 拡 大 するために、
大 きく4つの 分 野 ( 公 共 空 間 、 住 宅 、 作 業 現 場 、 産 業 用 )に 分 け、 具 体 的 なシナリオ 作 成 によるユーザ
(サービス 受 け 手 の 側 )の 評 価 を 明 示 化 するとともに、 技 術 的 妥 当 性 等 について 検 討 を 行 った。
2.1 公 共 空 間 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想
2.1.1 公 共 空 間 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴
公 共 空 間 にロボット 技 術 を 導 入 し、サービスを 提 供 する 際 の 最 大 の 特 徴 は、 多 様 な 人 がその 空 間 に 出
入 りし、そこで 多 様 なサービス 提 供 が 求 められるということある。この 多 様 性 に 対 応 可 能 なRTサービ
スシステムを 導 入 するには、
1 人 の 属 性 や 行 動 、 特 性 などを 検 出 ・ 認 識 できること
2 人 と 柔 軟 にかつ 安 全 に 接 することができること
3 人 の 要 望 に 応 じて 適 応 的 に 行 動 し、サービスが 提 供 できること
4 導 入 によって 付 加 価 値 の 増 大 、あるいは 効 率 化 ・ 省 人 化 といったメリットが 見 込 めること
などの 条 件 を 満 たす 必 要 がある。すなわちこれらは、「 人 と 共 存 し、 人 ( 利 用 者 および 導 入 者 )の 多 様
な 要 望 に 応 えることができるサービスロボットの 要 求 仕 様 」と 言 える。
しかし、これらのいずれの 要 求 仕 様 を 見 ても、 個 々のサービスを 提 供 する 実 用 化 ロボットを 実 現 しよ
うとすると、 機 能 性 ・ロバスト 性 ・ 安 全 性 ・コストのいずれの 面 からも、ロボットを 構 成 する 要 素 技 術
の 知 能 化 、ロボット 単 体 の 知 能 化 のみでは 困 難 であり、 必 要 となる 知 識 や 情 報 、あるいは 情 報 処 理 機 構
( 知 能 )を 分 散 化 させ、それを 環 境 内 にも 配 置 し、 構 造 化 された 環 境 とロボットを 動 的 に 協 調 させて 動
作 させる 必 要 がある。すなわち、 実 用 化 サービスロボットを 実 現 するには、ロボット 本 体 やそれを 構 成
する 要 素 技 術 のモジュール 化 ・ 知 能 化 だけでなく、 知 能 化 されたモジュールを 分 散 化 ・ 外 部 化 (ロボッ
トの 外 部 、すなわち 環 境 に 分 散 して 配 置 )し、ロボットとその 環 境 と 状 況 に 応 じて 動 的 に 組 織 化 させる
ことが 不 可 欠 である。これをここでは、 環 境 構 造 化 と 呼 び、 構 造 化 された 環 境 を 含 む 知 能 化 を 考 える。
なお、ここで 環 境 とは、 床 や 壁 や 障 害 物 といった、いわゆるロボットが 動 作 する 空 間 のみならず、ロ
ボットがハンドリングする 対 象 物 や、ロボットが 接 する 人 なども 広 く 含 める。
次 に、 公 共 空 間 でRTを 導 入 し、サービスシステムを 実 現 する 上 で 必 要 となる 環 境 構 造 化 と、それを
活 用 した 知 能 化 技 術 についてまとめる。 一 言 で 公 共 空 間 と 言 っても、 場 所 によって、そこで 求 められる
サービスも 異 なるし、RTを 導 入 する 者 のニーズも 異 なる。そこで、まず 公 共 空 間 を(1) 駅 ・ 空 港 、
(2) 図 書 館 ・ 美 術 館 ・ 科 学 館 ・ 博 物 館 、(3) 商 業 空 間 、(4) 官 庁 ・オフィスに 分 類 し、それぞれ
の 空 間 において、ロボットの 利 用 者 (サービスを 享 受 する 人 )だけでなく、 導 入 者 からみたニーズを 正
確 に 把 握 するために、 具 体 的 なシナリオを 設 定 し、その 中 でのRTの 活 用 という 観 点 から、ニーズをま
とめ、 取 り 組 むべき 環 境 構 造 化 、 知 能 化 技 術 開 発 項 目 を 明 らかにする。
2.1.2 駅 、 空 港
(1) 駅
公 共 空 間 分 野 として、まず 駅 に 着 目 する。RTの 導 入 を 決 める 事 業 者 は、 鉄 道 事 業 者 である。 鉄 道 事
業 者 は、 常 に「 新 たな 顧 客 価 値 の 創 造 」を 目 指 しており、この 具 現 化 のために「 新 しい 駅 づくり」、「 利
便 性 ・ 快 適 性 の 向 上 」、「 生 活 サービス 事 業 の 成 長 」、「 新 技 術 を 活 用 した 新 しいサービス」 等 につい
て 取 組 んでいる。これらの 取 組 み 共 通 のアイテムとしてサービスロボットの 導 入 が 考 えられる。
1)シナリオ
公 共 性 の 高 い 鉄 道 事 業 を 考 える 際 には、その 背 景 となる 社 会 環 境 の 変 化 を 知 ることが 重 要 である。
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そこでまず、10 年 後 の 社 会 環 境 を 予 測 する。
《 社 会 環 境 シナリオ (2015 年 )》
人 口 は2006 年 のピーク(12,774 万 人 )から12,698 万 人 と 減 少 傾 向 にあり、 年 齢 構 成
は65 歳 以 上 が25.2%、14 歳 以 下 が14.2%(1999 年 :65 歳 以 上 17%、14 歳 以 下 1
5%)となり、 平 均 寿 命 も 女 性 86.5 歳 、 男 性 79.1 歳 (1999 年 : 女 性 84.6 歳 、 男 性 77.
6 歳 )へと 延 び、 少 子 高 齢 化 が 加 速 的 に 進 むとともに、 独 身 者 が 増 え、 核 家 族 化 も 進 行 している。
また、 生 活 の 力 点 は 昭 和 58 年 以 降 、それまでの 衣 食 住 からレジャー・ 余 暇 へとシフトし、レジャー・
余 暇 を 重 視 する 傾 向 が 年 々 高 くなっている。
特 に、 女 性 の 社 会 進 出 が 盛 んになるのに 伴 い、 高 齢 者 と 女 性 のレジャー 志 向 が 益 々 高 まり、 旅 行 が 活
発 化 している。( 健 康 平 均 寿 命 は75 歳 以 上 )
さらにユニバーサルデザインが 浸 透 ( 個 人 重 視 )し、 地 球 環 境 は 今 まで 以 上 に 重 視 されている。
このような 社 会 環 境 を 背 景 に、 本 物 志 向 、 個 人 重 視 の 意 識 が 定 着 し、「 良 いもの, 自 分 の 求 めるもの」
へのみお 金 を 使 う 傾 向 が 更 に 強 くなり、 人 々は 標 準 化 と 個 性 を 両 立 させた 専 門 的 サービスやスペースを
求 めてくる。この 傾 向 は 特 に 女 性 に 強 く、 単 に 男 性 と 場 所 を 分 けるだけではなく、 女 性 専 用 のサービス
やスペースへの 要 求 が 高 い。
生 活 面 では、「IT 革 命 」などという 言 葉 も 皆 忘 れかけてきたほど、 家 庭 でも 双 方 向 通 信 システムが
普 及 するとともに、 公 共 機 関 においてもネットワークを 用 いた 情 報 が 溢 れ、 誰 でも 簡 単 に 自 分 の 好 きな
情 報 にアクセスできるのが 当 り 前 の 社 会 となっている。
1エンドユーザ
駅 のエンドユーザは、 通 勤 客 ・ 旅 行 客 であるが、 高 齢 者 の 増 加 とともに 健 康 平 均 寿 命 も 延 び、レジャ
ー 志 向 が 高 まるのとあいまって、 高 齢 者 の 旅 行 が 活 発 化 してくる。 一 方 で、 公 共 機 関 においては 情 報 イ
ンフラ( 光 ケーブル・ 無 線 LAN 等 )の 整 備 が 飛 躍 的 に 進 み、 情 報 のほとんどがネットワークを 活 用 し
て 得 るようなシステムとなっている。
しかし、 高 齢 者 はIT 技 術 に 対 する 抵 抗 感 が 大 きく、 駅 構 内 において 戸 惑 いを 感 じることが 予 想 され
る。このことから、ユーザを 旅 行 に 出 かける 高 齢 者 夫 婦 と 設 定 した。
2 具 体 的 シナリオ: 旅 行 に 出 かける 高 齢 者 夫 婦
現 役 を18 年 前 にリタイヤし、 今 は 夫 婦 ( 夫 75 歳 と 妻 72 歳 ) 二 人 で、 大 宮 から 電 車 で30 分 の 町
で 生 活 している。 二 人 の 子 供 が 居 るが、それぞれ 独 立 し 東 京 都 内 と 千 葉 県 で 生 活 している。
夫 は 現 役 時 代 東 京 都 内 の 会 社 に 勤 めていたが、リタイア 後 は5 年 間 地 元 の 会 社 で 仕 事 をし、この13
年 間 は 自 宅 で 生 活 を 送 っている。 夫 婦 とも 元 気 で、いつも 二 人 で 近 所 を 散 歩 している。
結 婚 50 年 目 を 迎 える 今 年 、 二 人 の 子 供 夫 婦 から 温 泉 旅 行 をプレゼントされた。 電 車 のチケットや 旅
館 の 手 配 は 東 京 に 住 む 長 男 が 全 てインターネットで 申 し 込 み、 大 宮 駅 のびゅうプラザに 行 けば 受 取 れる
ように 手 配 してくれた。
澄 み 渡 るように 晴 れた 旅 行 当 日 、 夫 婦 は 胸 躍 らせながら 自 宅 を 出 発 。 最 寄 の 駅 から 大 宮 駅 までの 切 符
を 購 入 し 各 駅 停 車 で 大 宮 駅 に 向 かった。 購 入 した 切 符 はこれまでに 見 た 事 の 無 いカードのようなもので、
駅 員 から「これはとても 便 利 な 切 符 ですよ」と 言 われ、 何 のことか 分 からないまま 電 車 に 乗 った。 妻 は
慣 れない 旅 行 に 若 干 不 安 を 持 っていたが、 夫 は 現 役 時 代 東 京 に 勤 めており、 毎 日 電 車 で 通 勤 していたこ
とから 何 の 不 安 も 持 っていなかった。
田 園 風 景 を 見 ながらのんびりと 大 宮 駅 までの 時 間 を 楽 しみ、 定 刻 に 大 宮 駅 に 到 着 した。
大 宮 駅 に 到 着 しびゅうプラザに 長 男 の 手 配 してくれたチケット 類 を 受 け 取 りに 行 こうと、ホームから
エスカレーターを 使 ってコンコースへ 出 ると、そこは 夫 が 知 っている 大 宮 駅 ではなく、 全 く 別 の 世 界 に
なっていた。 壁 全 体 がペーパーディスプレイになっており、その 前 に 行 くと 広 告 が 話 しかけてくる。 広
告 だけではなく 駅 全 体 に 店 舗 やいろいろな 機 械 が 溢 れそこは 駅 と 言 うより 一 つの 近 代 化 した 街 であっ
た。
列 車 の 案 内 等 を 行 っている 大 型 のディスプレイがあり、 若 い 人 が 色 々な 画 面 に 触 れ 次 々に 変 わる 画 面
を 見 てうなずいていたが、 何 をやっているのか 理 解 できなかった。 駅 員 を 探 したが 見 つからず、とりあ
15

えず 改 札 を 出 ようと 改 札 口 を 探 したがどこにも 見 当 たらなかった。びゅうプラザへ 行 くことなど 忘 れ、
これから 何 をしたら 良 いのか 途 方 にくれてしまった。
その 時 、 夫 婦 の 脇 に 愛 くるしい 顔 をし、 駅 員 の 帽 子 をかぶったロボットが「 何 かお 困 りですか?よろ
しければご 案 内 いたします」と 寄 ってきた。 一 瞬 びっくりしたが、その 愛 くるしさとロボットであるこ
とへの 安 心 感 ( 見 知 らぬ 人 に 対 する 警 戒 感 を 持 たない)から、びゅうプラザに 行 きたいことを 話 した。
すると、ロボットの 胸 の 画 面 に 地 図 が 出 て 現 在 位 置 からびゅうプラザまでの 道 のりを 表 示 してくれた。
さらに、「こちらです」と 言 いながらびゅうプラザのカウンターまで 案 内 してくれた。
びゅうプラザのカウンターには 別 のロボットがおり、 名 前 と 長 男 から 聞 いていた 番 号 を 言 うと、 電 車
の 切 符 、 旅 館 のチケットを 説 明 しながら 渡 してくれた。その 後 、 行 き 先 の 温 泉 周 辺 の 観 光 案 内 までして
くれた。 切 符 等 を 受 取 り 電 車 の 乗 り 場 を 聞 こうとした 時 、 先 ほど 案 内 してくれたロボットが「 電 車 の 乗
り 場 までご 案 内 します」と 言 いながら 近 づいてきて、 持 っていた 荷 物 をロボットに 接 続 したカートに 載
せ、 電 車 の 乗 り 場 まで 案 内 してくれた。びゅうプラザを 出 るときサービスマネジャーという 名 札 をつけ
た 駅 員 が 笑 顔 で「 行 ってらっしゃいませ。どうぞ 楽 しいご 旅 行 を」と 言 って 見 送 ってくれた。
乗 り 場 までの 間 、ロボットが 切 符 は 全 てゲートを 通 過 する 際 、 自 動 で 読 取 るので 改 札 が 無 いことを 説
明 してくれた。 無 事 、 乗 り 場 に 到 着 すると、 列 車 がくるまでロボットが 胸 の 画 面 で 行 き 先 の 観 光 案 内 を
してくれ、 列 車 が 到 着 すると 座 席 番 号 を 確 認 してくれ、「◇◇さん( 長 男 の 名 前 )に 無 事 出 発 したこと
をお 知 らせしておきます。 行 ってらっしゃい」と 声 をかけ 見 送 ってくれた。
この、 駅 の 変 わりように 夫 婦 で 驚 きながら、ロボットの 愛 くるしさに 癒 され 温 泉 地 に 向 かった。
3 事 業 者 の 投 資 動 機
鉄 道 事 業 者 にとっては、 鉄 道 利 用 客 に 対 するサービス 向 上 とサービス 格 差 是 正 の2 点 がRTに 対 する
投 資 動 機 となる。
鉄 道 事 業 者 は、 顧 客 が 最 初 に 鉄 道 に 接 する 窓 口 となる 駅 におけるサービス 向 上 を 常 に 目 指 している。
最 近 の 取 り 組 み 例 として, 鉄 道 網 利 用 の 便 利 化 やシームレス 化 がある。 既 に 行 われている 鉄 道 会 社 各 社
の 相 互 乗 り 入 れ、インターネットを 利 用 したチケット 予 約 システムやICカード 乗 車 券 の 発 行 に 加 え、
ICカード 乗 車 券 の 参 加 事 業 者 の 拡 大 と 共 通 化 / 相 互 利 用 によって、 鉄 道 に 限 らずバスなども 含 めた 輸
送 網 の 大 規 模 なICカードネットワークの 構 築 が 進 んでいる。
また 駅 構 内 の 商 業 施 設 化 も 顕 著 である。エキュートやエチカといった「 駅 ナカ」ビジネスが 注 目 され
て 久 しいが、これにより 駅 構 内 の 利 用 者 数 が 増 加 傾 向 にあり、 今 後 ますます 注 力 ・ 拡 大 していくと 考 え
られる。また、ICカード 乗 車 券 に 電 子 マネー 機 能 やキャッシュカード、クレジットカード、ポイント
カードなどの 各 種 カード 機 能 を 持 たせることによって、「 駅 ナカ」 施 設 をはじめとする 商 業 施 設 での 利
便 性 の 向 上 を 図 り、ICカードネットワークの 拡 大 とそれによるビジネスの 発 展 性 が 見 込 まれる。
このように 駅 構 内 の 情 報 化 や 利 用 形 態 の 変 化 が 進 み 利 便 性 やサービスが 向 上 する 一 方 で、 情 報 弱 者
( 例 えば、 高 齢 者 、 障 害 者 、 外 国 人 など)にとっては、これらの 資 源 を 利 用 することが 困 難 であり、 利
用 者 の 間 にサービス 格 差 が 生 じることが 予 想 される。 鉄 道 事 業 者 の 社 員 についても、 今 後 、 減 少 ・ 高 齢
化 が 進 むため、 個 々 人 のニーズに 合 わせた 木 目 細 かなサービスを 提 供 することが 益 々 難 しくなる。ここ
に、「ふれあい 感 や 安 心 感 を 持 ったサービス 創 造 」、「 高 齢 者 を 補 完 するサービスの 創 造 」のアイテムと
して、 人 型 のサービスロボットを 導 入 する 動 機 が 形 成 されている。
4 事 業 規 模 推 定
全 国 のJR、 私 鉄 、 地 下 鉄 、モノレールを 含 む 営 業 駅 数 は9,633であり、JRだけをみても4,
586の 駅 を 有 している( 平 成 16 年 7 月 1 日 現 在 )。ただし、サービスロボットが 最 初 に 導 入 される
箇 所 としては、 概 ね1 日 当 たりの 利 用 10 万 人 以 上 の 駅 が 有 力 であり、 例 えば、JR 東 日 本 の 場 合 、3
3 駅 がこれに 該 当 する( 最 も 利 用 の 多 い 駅 : 約 75 万 人 / 日 )。
2) システム 構 成
1ロボットの 形 態
以 上 で 整 理 したニーズに 応 える 駅 ・ 空 港 用 のサービスロボットとしては、 次 のようなものが 考 えられ
16

る。
・ 案 内 ロボット
・コンシェルジェロボット
案 内 ロボットは、 対 話 的 なインタフェースと 移 動 機 能 を 有 しており、 構 内 利 用 客 の 問 い 合 わせや、 行
動 状 況 を 観 察 して 自 ら 近 寄 り、 駅 構 内 の 施 設 案 内 、 利 用 方 法 などを 提 供 する。また、 旅 客 情 報 を 取 得 し
運 行 案 内 や 旅 客 の 手 荷 物 の 搬 送 も 可 能 である。さらに、 外 線 通 信 機 能 を 有 しており、 高 齢 者 や 子 供 が 旅
行 をする 場 合 、お 客 さまの 希 望 により、その 出 発 状 況 などを 家 族 に 知 らせる。
コンシェルジェロボットは、 予 約 システムと 接 続 されており、 予 約 されたチケット 類 を 発 券 する。さ
らに 駅 ・ 空 港 を 出 た 後 の 観 光 地 情 報 や 宿 泊 情 報 までを 提 供 することもできる。
2 環 境 情 報 構 造 化 システムの 構 成
このようなロボットを、 早 期 にかつ 低 コストで 実 現 するためには、ロボット 本 体 の 技 術 追 及 のみなら
ず、 環 境 側 からの 情 報 支 援 を 視 野 に 入 れたシステム 構 築 が 必 要 である。 具 体 的 には、 図 2.1.2-1
に 示 すように、
・チケット 予 約 システムからの 情 報
・ 運 行 情 報 システムからの 情 報
・ 手 荷 物 情 報 システムからの 情 報
インターネット
イントラネット
情 報 サービスシステム
構 内 店 舗 情 報
コールセンタ
業 務 システム
チケット 予 約 システム
乗 換 交 通 情 報
運 行 情 報 システム
観 光 地 ・ 宿 泊 情 報
手 荷 物 情 報 システム
翻 訳 サービス
チケット
電 子 タグ
ICカード
ロボット(+ 各 種 リーダ)
構 内 インフラ
各 種 リーダ
カメラ 等 センサ
屋 内 GPS
図 2.1.2-1 駅 ・ 空 港 用 ロボットのための 環 境 情 報 構 造 化 システムの 構 成
・ 構 内 地 図 情 報 (ホーム、 店 舗 情 報 など)
・ 乗 換 えのための 交 通 情 報
・ 周 辺 の 観 光 情 報 、 宿 泊 施 設 の 情 報
・ 外 国 語 翻 訳 サービス
などをロボットに 提 供 し、 多 様 な 顧 客 ニーズに 応 える 情 報 サービスを 実 現 する 必 要 がある。ロボットは、
構 内 ネットワークを 通 して 業 務 システムや 構 内 インフラと 接 続 されると 共 に、 広 域 ネットワークを 通 し
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て 外 部 サービスプロバイダからの 情 報 を 受 け、これらを 相 互 に 活 用 することで、 多 様 な 情 報 サービスを
実 現 する。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
1センサネットワークによる 人 の 行 動 認 識
上 記 のようなロボットサービスをより 高 いレベルで 実 現 するためには、 分 散 配 置 されたカメラやセン
サからの 情 報 を 解 析 し、 利 用 客 の 行 動 を 計 測 する 技 術 が 必 要 となる。 計 測 できれば、 動 線 を 把 握 して 混
雑 を 避 けるような 誘 導 を 行 ったり、あるいは 長 時 間 立 ち 止 まっている、 同 じところを 回 っている 等 の 行
動 を 認 識 して 近 寄 っていくことも 可 能 となる。これらは、 駅 に 不 慣 れな 高 齢 者 に 対 するサービスを 充 実
させ、サービス 格 差 の 是 正 に 寄 与 するものと 考 えられる。
2チケット 情 報 を 活 用 した 対 話 技 術
旅 行 客 が 求 めるサービスを 適 切 に 提 供 するためには、 旅 行 客 がどんなサービスを 求 めているかを 理 解
する 必 要 がある。 理 想 的 には 音 声 を 用 いた 対 話 ができればよいが、 雑 踏 の 中 での 音 声 認 識 は 未 だ 実 用 レ
ベルになく、 駅 へのロボット 導 入 の 妨 げになる。これに 対 し、 駅 では、 旅 行 客 がチケットや IC カード
のような 切 符 を 持 っているという 点 に 着 目 することができる。 即 ち、ロボットがチケットリーダやカー
ドリーダを 搭 載 すれば、 旅 行 客 の 行 き 先 等 の 情 報 を 得 、サービス 提 供 に 活 用 することができる。ロボッ
トにチケットやカードを 読 ませる 必 要 があるが、 旅 行 客 自 体 もロボットからみた 環 境 の 一 部 として、ロ
ボットが 不 得 手 な 機 能 を 補 助 することも、 一 つの 現 実 的 アプローチと 考 える。 技 術 としては、チケット
から 読 み 取 った 情 報 を 元 に、 対 話 のコンテキストを 制 御 する 技 術 について 開 発 を 行 う 必 要 がある。
3 屋 内 GPSと 視 覚 センサを 連 動 させた 走 行 ナビゲーション 技 術
ロボットが 駅 構 内 を 移 動 する 際 には、 時 々 刻 々 位 置 を 判 断 し、 走 行 経 路 を 定 める 必 要 がある。このよ
うなナビゲーションを 安 定 に 行 うためには、ロボット 本 体 に 備 えたセンサの 活 用 だけでなく、 環 境 側 に
屋 内 GPS 等 を 配 備 し 支 援 することも 有 効 である。ただし、 死 角 0とするほど 屋 内 GPSの 送 信 機 を 高
密 度 に 設 置 するのはコストの 点 で 現 実 的 でない。 従 って、ロボットに 搭 載 された 視 覚 センサの 情 報 とG
PSの 情 報 を 相 補 的 に 活 用 するナビゲーション 技 術 の 開 発 が 必 要 である。
(2) 空 港
第 2の 公 共 空 間 分 野 として 空 港 を 取 り 上 げる。この 場 合 、 事 業 者 は、 空 港 事 業 者 である。 具 体 的 には、
政 府 指 定 特 殊 会 社 ( 成 田 国 際 空 港 株 式 会 社 , 中 部 国 際 空 港 株 式 会 社 , 関 西 国 際 空 港 株 式 会 社 など)や、
国 土 交 通 省 関 連 局 ・ 事 務 所 ( 東 京 航 空 局 東 京 空 港 事 務 所 ( 羽 田 空 港 )など)、 関 連 管 理 会 社 ( 日 本 空 港
ビルデング 株 式 会 社 ( 羽 田 空 港 )など)となる。
空 港 利 用 事 業 者 として、 上 記 の 空 港 施 設 関 連 管 理 会 社 、 及 び 航 空 会 社 が 想 定 される。 空 港 の 設 備 とし
ての 案 内 表 示 板 のRT 化 という 考 え 方 、 及 びサービスの 担 い 手 としての 航 空 会 社 スタッフを 支 援 するツ
ールという 役 割 分 担 になるが、サービスロボットとしてはいずれの 場 合 も 投 資 対 象 になるものと 考 えら
れる。
1) シナリオ
1エンドユーザ
空 港 のエンドユーザは 飛 行 機 を 利 用 する 旅 行 客 である。これら 旅 行 客 に 対 する 一 番 のサービスとして
案 内 が 挙 げられる。 特 に 海 外 からの 旅 客 は 日 本 での 移 動 には 不 案 内 であり、 空 港 から 先 どこへ 行 ったら
よいか、 何 線 に 乗 ったらよいかなどの 質 問 が 多 いようだ。( 写 真 2.1.2-1、 写 真 2.1.2-2
参 照 ) 対 応 言 語 は 英 語 だけでなく、 多 言 語 に 渡 り、ポルトガル 語 やスペイン 語 、 近 年 では 中 国 語 、 韓 国
語 などのアジア 圏 の 言 葉 も 多 くなってきた。 音 声 認 識 による 通 訳 システムが 実 用 化 されてきており、モ
18

デル 機 が 出 始 めている。
写 真 2.1.2-1 インフォメーションでのガイド 写 真 2.1.2-2 切 符 売 り 場 のガイド
2 具 体 的 シナリオ: 外 国 人 ツーリスト
ユーザはツアーを 利 用 していない 外 国 人 ツーリストである。 観 光 で 日 本 を 訪 れ、 日 本 語 は 読 めないし、
話 せない。ある 程 度 旅 慣 れているツーリストであるため、 空 港 の 利 用 方 法 はある 程 度 慣 れているが、 空
港 から 目 的 地 までの 移 動 が 問 題 となっている。
ガイドは 日 本 語 、 英 語 はできるが、 他 の 言 語 はほとんどわからない。そのため、 英 語 以 外 の 言 語 を 認
識 する 通 訳 ロボットをインフォメーションカウンタや 切 符 売 り 場 周 辺 に 配 置 する。
ガイドは、 日 本 語 、 英 語 以 外 の 言 語 を 母 国 語 とすることが 分 かった 場 合 、タッチパネルの 言 語 選 択 を
促 す。タッチパネルはロボットにつながっており、ロボットが 選 択 した 言 葉 で「こんにちは、 御 用 を 承
ります。 私 に 向 かって 話 してください」と 話 しかける。
ツーリストは 戸 惑 いながらもロボットに 話 しかける。( 母 国 語 で)
『 秋 葉 原 に 行 きたいんだけど』
ツーリストが 話 した 言 葉 がタッチパネルに 選 択 言 語 、 翻 訳 された 日 本 語 で 表 示 された。ガイドも「 秋
葉 原 ですね」と 応 じた。しかし、ロボットが 認 識 した 言 葉 に 基 づいて 検 索 をかけたが、 適 切 な 答 えにな
ってないようだ。そこでガイドが、キーボードから 日 本 語 で 入 力 し、 翻 訳 のアイコンをクリックすると
選 択 された 言 語 で 翻 訳 された 文 章 がタッチパネルに 表 示 され、ロボットが 選 択 言 語 で 読 み 上 げた。
ガイドがローマ 字 で 書 いた 乗 り 換 え 駅 名 と 料 金 表 のメモをツーリストに 手 渡 した。
ツーリストはにっこり 笑 って、「ドモ、アリガト」といい、その 場 を 離 れ、 秋 葉 原 に 向 かった。
ロボットの 翻 訳 は 完 璧 ではないが、 観 光 が 井 戸 用 に 意 味 が 通 じる 程 度 まではできており、ガイドは 多
くの 場 合 で 助 かっている。
3 事 業 者 の 投 資 動 機
航 空 運 輸 の 拠 点 となる 空 港 では、 近 年 、ターミナルや 滑 走 路 の 拡 張 、 新 規 空 港 の 開 港 などが 相 次 いで
いる。 羽 田 空 港 の 利 用 者 数 は 年 間 約 6,300 万 人 、 成 田 空 港 では3,145 万 人 (いずれも2005
年 )であり、 今 後 も 長 期 的 に 成 長 していくと 考 えられている。この 集 客 率 を 見 込 んで、 空 港 ビル 内 の 商
業 施 設 や「 空 ナカ」 事 業 も 展 開 されているが、 空 港 利 用 者 の 多 くはビジネスや 旅 行 などの 移 動 途 中 であ
り、 航 空 機 利 用 の 時 間 的 な 制 約 や 利 用 形 態 、 立 地 といった 条 件 などから、 商 業 展 開 しづらいと 考 えられ
る。 今 後 、 旅 客 だけではない 空 港 利 用 客 も 増 やすためには、 話 題 性 の 提 供 や 空 港 内 のサービス 向 上 を 行
う 必 要 がある。
また、 航 空 会 社 各 社 のグローバルアライアンスへの 加 盟 や、eチケットなどのオンライン 業 務 の 国 際
的 な 普 及 などにより、 旅 客 手 続 きの 簡 素 化 、 迅 速 化 が 行 われるとともに、 旅 客 が 多 国 籍 化 する 傾 向 にあ
り、 今 後 ますます 多 様 化 する 旅 客 へのサービスの 向 上 が 必 要 となる。
19

すでにICタグを 利 用 したサービスの 検 証 実 験 等 も 進 められているが、RTによる 環 境 構 造 化 を 導 入
することにより、ロボットによる 物 理 的 なサービスも 含 めたサービス 向 上 を 図 り、 話 題 性 を 提 供 すると
ともに 空 港 内 業 務 の 効 率 化 、 利 用 者 の 増 大 を 図 ることが、 空 港 事 業 者 の 投 資 動 機 となる。
4 事 業 規 模 推 定
国 内 には96の 空 港 がある。 施 設 数 としては 決 して 多 い 数 ではない。しかしながら、 空 港 施 設 は 大 型
であるため、1 施 設 で 多 数 のロボットを 活 用 する 可 能 性 があり、 全 国 で1,000 台 以 上 のロボットが
利 用 される 可 能 性 がある。
2)システム 構 成
空 港 向 けのサービスロボットは、 駅 のサービスロボットと 基 本 的 には 同 じと 考 えることができる。た
だし、 外 国 人 対 応 のため、 外 国 語 を 用 いたサービス 機 能 を 有 する 点 が 特 徴 となる。
JTBの 旅 ガイドで 使 われている 単 語 は 約 5 万 語 といわれている。 一 方 で 翻 訳 システムで 使 われてい
る 単 語 数 はほぼ1 万 語 程 度 での 組 み 合 わせだとされている。A 社 の 試 算 によると、 音 声 認 識 による 翻 訳
システムを 構 築 する 場 合 、ある 程 度 の 翻 訳 システムが 確 立 している 場 合 は、1 言 語 1 年 、1 億 円 の 投 資
で 開 発 が 可 能 とされている。
音 声 認 識 システムには 静 かな 環 境 が 必 要 ではあるが、マイクを 工 夫 し、ロボットによる 画 像 認 識 で 音
源 を 特 定 すれば 認 識 率 を 若 干 上 げることは 可 能 である。ロボット 自 体 は 動 く 必 要 はないので、タッチパ
ネルの 画 面 、 話 しかけやすいようなフレンドリーな 顔 、マイク、カメラを 備 えていればよい。
ロボット 自 体 の 開 発 コストよりも 音 声 認 識 システム 開 発 のコストがかかるため、 空 港 だけでなく、 駅 、
郵 便 局 、 交 番 など、ツーリストが 立 ち 寄 りそうな 場 所 へも 導 入 されることが 望 ましい。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
要 素 技 術 で 見 ても、 空 港 向 けの 技 術 と 駅 向 けの 技 術 は 重 なる 点 がほとんどである。 駅 と 同 様 に、シス
テム 化 を 図 った 上 で、
1センサネットワークによる 人 の 行 動 認 識
2チケット 情 報 を 活 用 した 対 話 技 術
3 屋 内 GPSと 視 覚 センサを 連 動 させた 走 行 ナビゲーション 技 術
の3 技 術 を 開 発 すべきと 考 える。
2.1.3 図 書 館 、 美 術 館 、 科 学 館
(1) 科 学 館
事 業 者 : 独 立 行 政 法 人 、 民 間 企 業 など
(1-1) 科 学 館 シナリオ1
1)シナリオ
1エンドユーザ
スタッフ、 施 設 利 用 者
2シナリオ
国 立 の 科 学 館 。 公 共 施 設 でもあるので、 誰 でもが 入 れるフリースペースと 入 場 券 が 必 要 な 展 示 室 が 館
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内 に 共 存 している。 利 用 者 には、 券 売 機 で 売 られる 当 日 の 刻 印 つきの 入 場 券 を、ネックストラップで 身
に 着 けてもらっている。 館 内 にいくつもある 展 示 室 出 入 り 口 に 人 を 配 備 してチェックしているが、スタ
ッフの 数 も 限 られているので、 案 内 業 務 などが 入 ってしまうと 人 が 不 在 になり、 十 分 ではない。また、
プラネタリウム・ 映 画 上 映 など、 予 約 が 必 要 な 展 示 には、 専 用 の 受 付 を 設 けて、スタッフが 整 理 券 を 配
布 すると 引 き 換 えに 入 場 券 にスタンプを 押 している。ネックストラップは、 回 収 箱 を 設 置 するも、お 土
産 に 持 って 帰 る 人 もいるので 足 りなくなると 補 充 している。 最 新 の 技 術 を 集 めた 科 学 館 といえども、 入
退 出 管 理 は 非 常 にアナログである。 科 学 館 事 務 局 長 は、 入 退 場 や 施 設 予 約 を 含 めて、スマートな 方 法 で
自 動 化 したいと 考 えている。
3 事 業 者 の 投 資 動 機
以 下 に 箇 条 書 きで 示 す。
”・” 印 は 美 術 館 ・ 博 物 館 において 共 通 する 事 項 、”☆” 印 は、 当 該 施 設 特 有 の 投 資 動 機 事 項 である。
・ 人 手 不 足 の 補 強
・ 人 件 費 削 減
☆ 展 示 物 の 魅 力 アップ
ロボットシステム 自 体 が、 展 示 品 になる
より 触 れ 合 うことのできる 展 示 品 が 求 められている
・ 入 退 管 理 システム 効 率 化
・ 清 掃 コストの 削 減
・ 清 掃 機 会 増 加 による 施 設 の 保 全
・ 展 示 支 援
天 井 から、 照 明 による 演 出 を 施 す。 高 所 作 業 になるため、 危 険 度 が 高 い
☆ 展 示 ガイドサポート
ツアーガイドの 代 わりに、ロボットが 展 示 説 明 を 移 動 しながら 話 す
・ 悪 天 候 時 のサポート
雨 の 日 には、 床 が 滑 りやすくなり 危 険 である
・ 見 学 者 の 安 全 保 護
館 内 設 備 での 事 故 を 未 然 に 防 ぐ(エレベータ・エスカレータ・ 回 転 ドアなど)
・ 展 示 物 の 保 護
盗 難 や、 接 触 による 損 壊 被 害 を 防 ぐ
・ 監 視 業 務 効 率 化
・ 混 雑 整 理
・ 動 線 の 計 測
4 事 業 規 模 推 定
全 国 博 物 館 約 1400。{ 総 合 98、 科 学 247、 歴 史 790、 産 業 223}
日 本 の 博 物 館 美 術 館 ガイドhttp://e-museum。jp/より 検 索
2) システム 構 成
◆ 入 館 システム 管 理 RTシステム
・ 無 線 タグ 内 蔵 の 入 館 カード
・ 自 動 券 売 機 で 販 売 する
・ 各 種 割 引 券 を 認 識 し、 値 引 きする
・ 入 館 カードはゲートで 回 収 する
・ 入 館 カードは、 記 念 に 持 って 帰 る 場 合 、 再 利 用 することで 特 典 がつく(ポイント 制 )
・ 入 場 ゲートのみで、 自 動 改 札 機 ほど 場 所 をとらない
・ 入 場 者 限 定 の 展 示 室 への 予 約 、チェックイン
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・ 天 気 情 報 と 連 動 し、 雨 の 日 はカメラによる 測 定 で、ぬれた 傘 を 検 出 。 傘 を 置 いていかないと 入 館 でき
ない
・タグリーダを 全 館 に 配 置 し、 利 用 者 の 動 線 を 測 定
・ロボットにはアクティブの 無 線 タグを 搭 載 し、インフラを 利 用 して 自 己 位 置 の 特 定 や 補 正 を 行 う
(タグリーダで 位 置 情 報 を 読 み 取 り、 位 置 情 報 を 修 正 する)
・ロボットは、 端 末 として 展 示 室 の 予 約 も 受 付 可 能 である
・ロボットは、 巡 回 監 視 も 行 い、 呼 び 止 められれば 道 案 内 を 行 う
< 具 体 的 創 造 シナリオ>
チケット 発 行 から、 入 場 退 場 のチェックが 自 動 化 したことにより、スタッフも 本 来 業 務 である 展 示 説
明 に 力 を 入 れることができるようになった。 特 に、ロボットが 簡 単 な 道 案 内 などを 代 行 してくれるのが
大 きい。 展 示 というサービスの 質 を 向 上 することができた。
入 館 確 認
図 2.1.3-1 入 館 管 理 RTシステム
3) 知 能 化 技 術
・ 室 内 地 図 自 動 作 成
・ 障 害 物 回 避
・ 衝 突 予 測 、 回 避
・ 経 路 の 最 適 化
・ 自 動 経 路 生 成
・ 自 己 位 置 修 正
・ 移 動 ロボット 群 制 御
上 記 、 知 能 化 技 術 を 支 える 環 境
・ 高 出 力 充 電 池
・ 急 速 充 電 技 術
・ 無 線 LAN 環 境
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・ 無 線 IDタグ 技 術
・ 音 声 合 成 技 術
(1-2) 科 学 館 シナリオ2
1)シナリオ
1エンドユーザ
利 用 者 、スタッフ
2 具 体 的 シナリオ
企 業 の 私 設 科 学 館 であり、 利 用 者 は 無 料 で 見 学 することができる。 科 学 教 室 、パソコン 教 室 、 映 画 上
映 会 などイベントが 定 期 的 に 開 かれ、 平 日 には 団 体 客 も 多 く 毎 日 数 百 人 単 位 の 利 用 者 がいる。また、グ
ローバル 企 業 として、 世 界 各 国 からビジネスパートナーを 迎 える 場 でもある。 老 若 男 女 ・ 国 籍 を 問 わず、
顧 客 満 足 度 を 上 げることをミッションとしている。また、 無 料 で 見 学 といえども、 受 付 で 必 ず 記 帳 をお
願 いしている。リピーターには、ポイントカードに 登 録 してもらい、 来 館 するたびにポイントを 集 めれ
ば 景 品 と 交 換 するシステムが 好 評 である。 子 供 連 れの 場 合 、 保 護 者 が 受 付 で 記 帳 やポイント 登 録 をして
いる 間 に 子 供 が 暇 をもてあまし、あらぬ 方 向 へ 駆 け 出 していってしまうことが 多 い。また、 英 語 対 応 ・
中 国 語 対 応 可 能 なスタッフはいるが、 外 国 からのお 客 様 には、できればその 国 の 言 語 で 最 初 の 挨 拶 ぐら
いしたいと 考 えている。
3 事 業 者 の 投 資 動 機
・ 案 内 業 務 効 率 化 によって 人 手 不 足 を 補 う
・FAQに 答 える(トイレ、 自 販 機 、 入 り 口 、 出 口 )
・ 受 付 業 務 のパフォーマンス 性 向 上
・ 案 内 ・ 受 付 業 務 の 多 言 語 対 応
4 事 業 規 模 推 定
・ 案 内 業 務 効 率 化 によって 人 手 不 足 を 補 う
・FAQに 答 える(トイレ、 自 販 機 、 入 り 口 、 出 口 )
・ 受 付 業 務 のパフォーマンス 性 向 上
・ 案 内 ・ 受 付 業 務 の 多 言 語 対 応
2) システム 構 成
◆ 受 付 ロボット: 受 付 でユーザを 歓 迎 する 据 え 置 き 型 ロボット
・ 案 内 業 務 の 補 助 を 行 う
・ツアー 外 、フリーのお 客 様 のご 案 内
・ 質 問 に 答 える
・エレベータ、トイレ、 自 販 機 、 休 憩 スペースなどへの 誘 導
・アテンダントの 顔 を 認 識 して 挨 拶 する
・ 子 連 れの 場 合 、 保 護 者 が 入 場 手 続 きをしている 間 に 子 供 がどこかに 行 ってしまわないように、 興 味 を
引 いて 相 手 をする
・VIPに 対 して、 仕 込 みで 特 別 に 挨 拶 する。 特 に 海 外 からのお 客 様 の 場 合 には、あいさつ 文 (「こん
にちは。 本 日 はようこそいらっしゃいました。 私 はどこどこのロボット、なになにです。 楽 しんでく
ださい。」 程 度 )を 登 録 し、 言 語 を 選 択 して 音 声 合 成 で 読 み 上 げることができる
23

具 体 的 創 造 シナリオ>
受 付 で、 文 字 通 り 科 学 館 の 顔 として、ロボットが 来 館 者 を 迎 えている。 幼 い 子 供 も、まずロボットに
目 を 奪 われ、 興 味 を 持 って 触 れようとする。 子 供 にとってはロボットの 反 応 が 新 鮮 で 楽 しく、かまって
いる 間 に 保 護 者 はスムースに 受 付 を 済 ませることができる。すぐにトイレに 行 かせようと 思 っていたの
で、すかさずロボットに 最 寄 りのトイレの 場 所 を 教 えてもらう。 子 供 が 目 の 届 く 範 囲 にとどまってくれ
ているので、アテンダントも 落 ち 着 いて 受 付 業 務 が 可 能 になった。このあと、10 時 にフランスからの
お 客 様 が 到 着 予 定 であるので、あらかじめ 用 意 したあった 挨 拶 文 をフランス 語 モードでセットしておく。
お 迎 えすると 同 時 に 遠 隔 ボタン 操 作 でロボットに 挨 拶 させるのだ。 特 に 海 外 のお 客 様 には、こういった
ロボットは 珍 しいので、より 身 近 に 感 じてもらえれば 幸 いだ。ロボットは、カメラで 顔 認 識 ができるの
で、 利 用 者 としてはリピーターとなって 顔 と 名 前 を 登 録 すれば、 顔 認 識 の 結 果 、 名 前 を 呼 んで 挨 拶 して
もらえるので 非 常 に 気 分 がいい。アテンダントにも 顔 を 見 て 挨 拶 するので、 業 務 にも 励 みとなる。
受 付
記 帳
図 2.1.3-2 受 付 ロボット
3) 知 能 化 技 術
・ 多 言 語 自 動 対 応
・ 音 声 認 識 技 術
・ 顔 認 識 技 術
・ 動 作 認 識 技 術
・ 音 声 自 動 対 話 技 術
上 記 、 知 能 化 技 術 を 支 える 環 境
・ロボットシステムアップ 技 術
・コンテンツ 開 発 インタフェース
・ 簡 易 操 作 インタフェース
・ 音 声 合 成 技 術
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(2) 美 術 館 ・ 博 物 館
事 業 者 : 経 営 者 、オーナー
(2-1) 美 術 館 シナリオ1
1)シナリオ
1エンドユーザ
スタッフ、 美 術 館 学 芸 員
2 具 体 的 シナリオ
41 歳 男 性 、 政 令 指 定 都 市 の 海 際 の 人 気 スポットに 建 つ、 企 業 の 私 設 美 術 館 に5 年 前 から 勤 務 する 学
芸 員 。 中 途 採 用 であり、 他 の 美 術 館 から 引 き 抜 かれた 経 緯 がある。 美 術 館 自 体 は 複 雑 で 仕 掛 けに 富 むこ
とで 高 名 な 世 界 的 建 築 家 の 手 による 設 計 で、 建 設 がハートビル 法 施 行 前 であることから、バリアフリー
化 は 十 分 でなく、 建 築 自 体 がキャッチーなセールスポイントである 反 面 、 実 用 性 が 低 く、スタッフにも
お 客 様 にも 使 い 勝 手 が 悪 いというジレンマをかかえている。 美 術 館 としては、 近 現 代 が 主 で、1 年 に4
回 か5 回 、 展 示 品 を 架 け 替 える。ポスターの 収 蔵 品 が 有 名 であるが、ポスター 以 外 の 企 画 展 示 のほうが
年 間 を 通 して 多 い。 面 積 は 約 1,000 平 方 メートル、 平 日 は 平 均 1,500 名 が 訪 れ、 土 日 祭 日 は、
10,000 名 を 越 える 混 雑 になることもある。 学 芸 員 スタッフは5 名 いるが、 土 日 は 二 人 体 制 で、 毎
日 ギリギリで 対 応 している。 展 示 解 説 や、 企 画 業 務 に 注 力 したいところであるが、 現 場 ではお 客 様 を 誘
導 するなど 案 内 業 務 が 圧 倒 的 に 多 い。さらに、 展 示 準 備 中 および 展 示 期 間 中 に 発 生 する 重 労 働 作 業 があ
る。それは、 展 示 のための 調 光 作 業 である。コレクションを 持 つ 美 術 館 / 博 物 館 では、 展 示 物 を 常 設 し
ているがこれに 期 間 限 定 の 企 画 展 示 が 併 設 されることが 多 い。コレクションが 無 い 施 設 では、 展 示 を 自
ら 企 画 し、 一 定 期 間 ごとに 展 示 物 の 換 装 を 行 っている。つまり、 展 示 が 入 れ 替 わるたびに 照 明 条 件 も 変
わるため、 年 間 を 通 して3、4 回 × 展 示 物 の 数 だけの 作 業 が 発 生 する。 電 球 の 交 換 やスポットライトの
角 度 微 調 整 という 工 事 に 近 い 作 業 ではあるが、 展 示 物 に 対 する 責 任 があるため、これらの 仕 事 はもっぱ
ら 学 芸 員 の 手 によって 行 われている。 照 明 器 具 は、たいていが 天 井 など 高 所 に 取 付 けられており、 本 来
なら 工 事 を 専 門 としない 学 芸 員 たちが 脚 立 にのぼり、 下 から 指 示 を 受 け 展 示 物 を 見 ながら 微 調 整 を 行 っ
ているのが 現 状 である。 展 示 期 間 中 に 電 球 がきれてしまったときなども、 施 設 管 理 担 当 者 ではなく、 学
芸 員 が 高 所 で 電 球 交 換 の 作 業 を 行 っている。 脚 立 に 上 り、 展 示 品 の 位 置 に 合 わせて 天 井 のスポットライ
トの 傾 き 角 や、 明 るさ(ルーメン)を 調 整 する 作 業 が 展 示 準 備 中 続 き、さらに 展 示 期 間 中 に 電 球 がきれ
てしまった 場 合 の 交 換 作 業 も 同 様 に 学 芸 員 が 行 う。 入 社 当 時 は、 若 い 男 手 ということで 一 手 にこの 作 業
をひきうけてきたが、40 歳 を 過 ぎたあたりから、この 作 業 が 続 くと 腰 に 負 担 がかかり、だんだんつらく
なってきた。かといって、 自 分 より 若 く、 任 せられる 人 もいない。 現 場 では 即 戦 力 を 求 めているので、
採 用 するとなると 学 芸 員 資 格 または 図 書 館 司 書 資 格 をもった 経 験 のある 人 物 しかなくなるのだ。 誰 でも
操 作 が 簡 単 なように、 何 とか 自 動 化 できないか、と 思 っている。できるなら 天 井 ごと 変 えてしまいたい。
3 事 業 者 の 投 資 動 機
以 下 に 箇 条 書 きで 示 す。
”・” 印 は 美 術 館 ・ 博 物 館 において 共 通 する 事 項 、”☆” 印 は、 当 該 施 設 特 有 の 投 資 動 機 事 項 である。
・ 人 手 不 足 の 補 強
・ 人 件 費 削 減
・ 入 退 管 理 システム 効 率 化
・ 案 内 業 務 効 率 化
・ 受 付 業 務 のパフォーマンス 性 向 上
・ 案 内 ・ 受 付 業 務 の 多 言 語 対 応
・ 清 掃 コストの 削 減
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・ 悪 天 候 時 のサポート
雨 の 日 には、 床 が 滑 りやすくなり 危 険 である → 収 蔵 品 保 護 のため、 湿 気 をシャットアウトする 必
要 がある
・ 監 視 業 務 効 率 化
・ 混 雑 整 理
☆ 展 示 物 の 保 護 → 収 蔵 品 は、 唯 一 無 二 であり 価 値 の 高 い 文 化 財 であり、これを 守 る
☆ 照 明 による 調 光 の 自 動 化 → 展 示 物 ごとに 照 明 効 果 を 合 わせる
美 術 を 専 門 とする 学 芸 員 が、 高 所 で 照 明 の 位 置 を 調 整 し、 電 球 を 交 換 している
☆ストレージ 管 理 業 務 の 効 率 化 → 収 蔵 品 がDB 化 されていても、 倉 庫 のどこにあるのかがわからず、
すぐに 探 せない 収 蔵 品 を 処 分 できず、どんどん 増 えていくのでDB 化 が 追 いつかない 虫 やカビが 天 敵
☆ 人 件 費 削 減
監 視 スタッフを 派 遣 してもらうため、 人 件 費 がかさむ
・ 限 られたスペースの 有 効 利 用
☆ 行 列 時 の 対 応
展 示 内 容 、 平 日 か 休 日 かによって 混 雑 具 合 が 異 なる
☆ 混 雑 時 の 対 応
展 示 内 容 、 平 日 か 休 日 かによって 混 雑 具 合 が 異 なる
☆ 展 示 品 架 け 替 えの 搬 送
搬 入 ・ 搬 出 で 年 に 約 10 回 は 作 業 が 発 生 する
4 事 業 規 模 推 定 : 全 国 美 術 館 数 約 720
日 本 の 博 物 館 美 術 館 ガイド http://e-museum。jp/より 検 索
2)システム 構 成
1RT 天 井 システムの 提 案
展 示 場 所 が 限 られている 展 示 室 内 では、RT 導 入 のためのスペースを 確 保 することが 難 しい。そこで、
天 井 を 有 効 利 用 することを 考 える。 天 井 に 必 ずある 設 備 は 照 明 であり、 天 井 に 設 置 可 能 なデバイスとし
てカメラや、 無 線 機 器 、プロジェクター、スピーカなどが 挙 げられる。まず、 照 明 は 展 示 品 の 演 出 のた
め、 調 光 に 用 いられる。 調 光 とは、 照 明 条 件 を 調 整 することであり、 展 示 物 一 つ 一 つに 対 して 作 業 が 発
生 する。これを 自 動 化 するために、 天 井 に20cm 平 方 メートルのマトリックス 構 造 を 持 つ 情 報 インフ
ラ・ 電 源 供 給 ネットワークを 構 築 し、 各 座 標 ごとにデバイスを 選 んで 取 付 けることのできるモジュール
を 配 置 する。 展 示 物 に 近 い 壁 側 には 照 明 を、 部 屋 の 角 には 監 視 カメラを、あいた 座 標 には 無 線 タグ 等 の
受 信 機 を、 用 途 に 応 じて 配 置 することが 可 能 である。 天 井 に 実 装 する 作 業 は、 移 動 などが 困 難 でかつ 高
所 作 業 のため 危 険 にさらされるので、これらがすべて 手 元 で 作 業 できるように、リモコン 操 作 でリール
を 巻 き 上 げ、モジュールを 上 下 動 させる。モジュールは5 自 由 度 (xyz 軸 ・パンチルト)の 可 動 ユニ
ットからなり、 電 球 、カメラ、RFID 受 信 機 、スピーカ、 小 型 プロジェクター 等 がユニットに 設 置 可
能 となる。 赤 外 線 リモコン 操 作 により 明 るさ(ルーメン)を 調 整 することもできる。 監 視 カメラのネッ
トワーク 化 により、 監 視 業 務 も 効 率 化 する。また、 無 線 タグの 受 信 機 で 記 録 をとることにより、 会 場 内
の 混 雑 度 を 測 り、 利 用 者 の 動 線 を 計 測 し、 滞 留 時 間 を 記 録 することができる。まとめると、RT 天 井 シ
ステムにより、「 調 光 」「 監 視 」「 動 線 計 測 」が 可 能 となる。
< 具 体 的 創 造 シナリオ>
天 井 に、20cm 角 のマトリックスでスポットライトの 電 球 配 備 が 可 能 なようにネットワークが 構 築 。
スポットライトを 設 置 したいXY 座 標 の 下 に 立 ち、 手 元 のリモコンを 用 いて、 天 井 のスポットライトユ
ニットを 作 業 しやすい 高 さ(1.2mほど)までリールが 下 げてくる。ソケット 部 に 電 球 を 差 込 み、 再
び 天 井 まで 上 げる。このとき、 電 球 は 真 下 を 向 いているので、 壁 面 の 展 示 品 に 合 わせながらパン・チル
ト 角 をリモコンで 制 御 する。 脚 立 にのぼり、ヒヤリ・ハットの 連 続 だった 作 業 がとても 楽 になった。 展
示 品 保 護 の 観 点 からも、 危 険 にさらされることがなくなり、 非 常 によい。また、 電 源 供 給 がされている
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ので、 電 球 ソケットのみでなく、カメラやスピーカ、 無 線 LANなどのアンテナ 等 の 小 型 電 子 機 器 も 天
井 に 簡 単 に 設 置 可 能 となり、 監 視 業 務 の 効 率 もアップするだけでなく、ナレーションや 音 楽 を 流 すなど
の 演 出 も 容 易 に 可 能 になった。 従 来 は、スピーカを 設 置 するための 壁 面 を 木 造 で 設 置 していたりしてい
た。 小 型 化 されたプロジェクターも 設 置 できるので、 絵 画 のみでなく、 動 画 などのマルチメディア 対 応
となり 展 示 の 幅 が 広 がった。 電 子 機 器 でなくても、 環 境 になじむようにデザインされた 案 内 標 識 をつり
さげることができるので、ちょっと 天 井 を 見 れば、 休 憩 スペースや 順 路 、トイレがどこにあるのかすぐ
にわかるようになり、 案 内 業 務 も 目 に 見 えて 減 った。このぶんを、「 学 芸 員 による 展 示 解 説 」や、「 学
芸 員 による 展 示 ツアー」などにまわして、お 客 様 とコミュニケーションをとっていくことが、よりよい
サービスの 提 供 になると 考 えている。
天 井
照 明
カメラ
RFID 受 信 機
手 元 で 交 換 可 能
リモコン
図 2.1.3-3 RT 天 井 システム
3) 知 能 化 技 術
・ 照 明 度 調 整 の 自 動 化
・ 音 響 設 備 配 置 の 自 動 化
・プロジェクション 装 置 配 置 の 自 動 化
・ 動 線 計 測 の 自 動 化
・ 人 の 誘 導 の 自 動 化
上 記 を 支 える 環 境 構 造 化 技 術
・ 無 線 LAN 環 境
・ 無 線 IDタグ 技 術
・3 自 由 度 メカニズムのユニット 化
・コントローラのコンパクト 化 およびユニット 化
・ネットワーク 技 術
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(2-2) 美 術 館 シナリオ2
1)シナリオ
1エンドユーザ
利 用 者
2 具 体 的 シナリオ
75 歳 、 都 市 近 郊 住 宅 地 の 一 軒 家 で 一 人 暮 らし。 大 正 生 まれの 夫 に 先 立 たれ、 年 金 ・ 家 賃 収 入 で 生 活
し、 少 しではあるが 貯 金 もある。 病 気 もあって 足 腰 が 弱 くなり、 日 常 生 活 は 問 題 ないが、 外 出 には 杖 が
必 要 。 長 女 (50 歳 )は 電 車 で1 時 間 の 都 市 部 に 家 族 とともに 暮 らし、 会 社 勤 めの 夫 の 世 話 をしながら、
パート 勤 務 の 合 間 、2 日 か3 日 おきにやってきて 買 い 物 など 面 倒 を 見 てくれる。2 週 に1 度 の 病 院 通 い
には 長 女 が 付 き 添 う。
以 前 から 美 術 には 興 味 があり、 絵 画 教 室 に 通 って 油 絵 を 描 いていたこともある。 印 象 派 や、シャガー
ルの 絵 が 好 きで、30 年 前 ニューヨークに 行 ったときにはオリジナルの 版 画 を 購 入 したほど。 特 に 木 彫
は 近 所 の 奥 様 主 催 のサークルに 参 加 し、もう30 年 以 上 続 けている。40 代 、50 代 のころは 足 しげく
美 術 館 や 展 覧 会 、アートギャラリーに 足 を 運 び、 重 たい 美 術 全 集 やカタログを 購 入 し 持 って 帰 る 元 気 も
あったが、 今 では 例 え 付 き 添 いがあったとしても、 美 術 館 に 行 くことさえあきらめている。 最 後 に 行 っ
たのは、 約 10 年 前 に 孫 と 行 ったBunka 村 ミュージアムのルノワール 展 で、 作 品 には 感 激 したがそ
のときでもう 懲 りてしまった。ルーブル 美 術 館 ほど 広 くはないが、 休 憩 スペースが 全 くないので、 展 示
室 で 一 息 つくこともままならないのだ。 長 椅 子 があったとしても、すぐ 埋 まってしまう。 車 椅 子 でまわ
っていたとしても、 視 点 が 下 がってしまうため 観 賞 しにくいことは 想 像 に 難 くない。その 後 数 年 間 、 絵
画 鑑 賞 から 遠 ざかっているうちに 病 気 にかかり、 長 時 間 たっていたり、 歩 いたりするのがつらくなって
しまった。 最 近 でも、 数 年 前 にフェルメールやイタリア・ドイツなど、 興 味 は 持 ったがテレビの 絵 画 番
組 で 鑑 賞 したのみ。テレビは 好 きでよく 見 ている。ドラマやバラエティ、お 笑 いを 楽 しみ、 人 の 顔 と 名
前 を 覚 え、また 厳 しく 批 評 するくらいなので、 絵 画 鑑 賞 には 十 分 元 気 だろうと 思 われるが、「 展 覧 会 で
も 美 術 館 でもどこか 行 きたいとこある?」と 聞 いても 本 人 は 消 極 的 である。 長 女 や 孫 は、 元 気 なうちに
いろいろ 連 れて 行 って 見 せてあげたいと 思 っている。 家 でテレビを 見 るのと 同 じくらい 楽 な 姿 勢 で、 美
術 館 をまわれたら。
3 事 業 者 の 投 資 動 機
以 下 に 箇 条 書 きで 示 す。
”・” 印 は 美 術 館 ・ 博 物 館 において 共 通 する 事 項 、”☆” 印 は、 当 該 施 設 特 有 の 投 資 動 機 事 項 である。
☆ 展 示 のバリアフリー 化 → 誰 にでもわかりやすく、 見 やすい 展 示 が 求 められている
目 線 の 高 さ 設 定 ( 展 示 品 、 文 字 情 報 )によるクレーム 削 減
☆ 展 示 物 の 保 護 → 収 蔵 品 は、 唯 一 無 二 であり 価 値 の 高 い 文 化 財 であり、これを 不 審 者 や 思 わぬ 事 故
から 守 らなければならない。
・ 見 学 者 の 安 全 保 護 → 館 内 設 備 での 事 故 を 未 然 に 防 ぐ。
(エレベータ・エスカレータ・ 回 転 ドアなど)
・サービスの 向 上 → 利 用 者 の 疲 労 負 担 が 大 きいことは、 事 業 者 ・ 利 用 者 双 方 の 認 識 は 高 いものの、
構 造 的 な 改 革 には 至 っていない( 引 用 文 献 参 照 )。 図 2.1.3-4(1)および(2)は、それぞ
れ1985 年 ( 昭 和 60 年 )、1986 年 ( 昭 和 61 年 ) 朝 日 新 聞 に 掲 載 された 漫 画 「フジ 三 太 郎 」
(サトウサンペイ 作 )を 引 用 したものである。(1)では、 主 人 公 は1コマ 目 、 美 術 館 においてコツ
コツ 歩 いて 絵 画 鑑 賞 しているが 疲 弊 し、2コマ 目 では、 十 分 な 休 憩 スペースが 確 保 されていないのか、
屋 外 の 階 段 で 休 憩 している。3コマ 目 では 寝 転 がって 鑑 賞 できる『 和 風 美 術 館 』システムを 提 案 して
いる。さらに、 翌 年 の 作 品 となる(2)では、 同 じ 美 術 館 を 舞 台 として、1コマ 目 は 同 様 に 歩 いて 鑑
賞 し、2コマ 目 では 目 も 足 腰 も 疲 れはてて 展 示 室 内 のベンチに 横 たわる 姿 が 見 られる。そして3コマ
目 では、 見 学 者 それぞれが 小 型 カートを 運 転 して 展 示 室 内 を 移 動 しながら 絵 画 を 鑑 賞 する 美 術 館 を
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『 遊 園 地 より 導 入 せよ』と 新 たに 提 案 している。
4 事 業 規 模 推 定 : 同 上
2) システム 構 成
(1) (2)
図 2.1.3-4 引 用 : 美 術 鑑 賞 における 疲 労 の 例
出 典 :サトウサンペイ 作 『フジ 三 太 郎 名 場 面 』13、14( 朝 日 新 聞 社 刊 )より 引 用
1 展 示 案 内 RTビークル
電 動 式 自 走 ロボットカーによるミュージアム 案 内 システムを 考 案 した。 昨 今 のバリアフリー 化 にとも
ない、 誰 にとっても 見 やすいことが 重 要 であるが、 展 示 物 の 高 さがそこで 問 題 になってくる。 立 ってい
る 成 人 に 合 わせると 車 椅 子 の 利 用 者 には 高 すぎて 見 られない、かといって 低 すぎては 見 づらい、と 現 在
では 中 途 半 端 な 設 定 でお 茶 を 濁 していることが 多 い。ロボットカーには 高 さ 調 整 ができる 機 能 を 持 たせ、
これにより 絵 画 との 距 離 や 混 雑 具 合 に 合 わせて 見 る 高 さも 調 整 することができる。ロボットカーにはタ
ッチパネルつきモニタが 設 置 され、 案 内 図 を 表 示 する。 搭 乗 者 は 行 きたいポイントを 選 ぶだけで 経 路 が
自 動 生 成 される。 他 のロボットカーとの 兼 ね 合 いもあるので 順 番 どおりとは 限 らないが、 待 ち 時 間 がも
っとも 少 なくなる 最 適 経 路 である。 最 初 の 経 路 通 りに 沿 って 案 内 された 後 に、もう 一 度 見 たいと 思 うと
ころに 移 動 することもできる。 経 路 生 成 と 移 動 の 自 動 化 により、ユーザへの 負 担 を 軽 減 し、また 安 全 面
29

ではロボットカー 同 士 の 衝 突 や、 運 営 上 では 混 雑 を 避 けることができる。
館 内 には 無 線 LANやBlueToothなどによるネットワーク 網 が 天 井 に 構 築 されており、ロボ
ットカーの 群 制 御 、 音 声 案 内 の 情 報 転 送 などに 使 われる。ロボットカーは、 各 ポイントに 移 動 するたび
に 自 己 位 置 を 確 認 し、 修 正 する 機 能 を 持 っている。 一 般 の 歩 行 者 とも 共 存 できるように、ゆっくり 動 き、
障 害 物 回 避 も 行 う。 健 康 状 態 に 不 安 がある 場 合 には、 常 に 搭 乗 者 の 状 態 をセンシングし、 異 常 を 検 知 し
たら 知 らせる・AEDに 送 り 届 けるなどの 処 置 を 速 やかに 行 う。または、 搭 乗 者 が 寝 てしまっても 意 味
がないので、 睡 眠 を 検 知 したら 起 こす・ 出 口 に 送 り 届 けるなどする。 走 行 時 間 は、 給 電 の 問 題 から、 長
くて 2 時 間 であり 利 用 者 にとっても 集 中 力 が 持 続 できる 時 間 でちょうどいい。 次 の 利 用 者 のために、 急
速 充 電 装 置 を 用 いてバッテリーを 充 電 する。 会 場 が 狭 い・または 極 端 に 混 雑 が 予 想 されるなど、 歩 行 者
との 共 存 が 困 難 な 場 合 は 時 間 を 区 切 って 利 用 されることも 考 えられる。 導 入 当 初 は 数 台 ・ 時 間 限 定 でも、
だんだんと 利 用 が 広 がってロボットカー 案 内 システムがミュージアムのスタンダードになる 日 も 近 づ
くだろう。まとめると、RTビークルシステムにより「 経 路 計 画 」「 疲 労 の 低 減 」「 高 さのバリアフリ
ー」が 実 現 できる。
目 玉 作 品
小 品
座 面 高 さ 調 整
経 路 選 択
図 2.1.3-5 展 示 案 内 RT ビークル
2 具 体 的 創 造 シナリオ
ロボットカー 案 内 システムが 導 入 されたばかりの 国 立 西 洋 美 術 館 で、ベルギー 王 立 美 術 館 展 が 開 催 さ
れている。 目 玉 は 国 内 初 公 開 となるブリューゲルの 作 品 で、その 他 にも 巨 匠 の 作 品 が 数 多 く 展 示 されて
いる。ユーザが 興 味 を 持 ったので、 長 女 はぜひ 連 れて 行 ってあげたいと 思 った。ロボットカー 案 内 シス
テムは、 鑑 賞 チケットに 加 えたエキストラチャージによる 予 約 制 になっており、 利 用 者 はネットや 電 話
などを 通 じて 日 程 ・ 時 間 ・ 常 設 展 ・ 企 画 展 ・ 一 人 乗 りか、 二 人 乗 りを 選 んで 予 約 する。このエキストラ
チャージは、 福 祉 制 度 の 整 備 により、 従 来 の 歩 行 による 鑑 賞 が 困 難 な 対 象 者 には 無 料 または 割 引 になる
など、 保 障 されることが 望 ましい。ユーザは 朝 が 早 いので、 比 較 的 混 雑 が 避 けられる 平 日 の 午 前 中 をね
らって 介 助 者 となるユーザの 長 女 が 予 約 をした。 当 日 朝 長 女 が 迎 えに 行 き、 美 術 館 まで 車 で 向 かう。 入
り 口 受 付 で 手 続 きを 行 い、 搭 乗 口 まで 案 内 され、まずは 予 約 した 二 人 乗 りロボットカーに 乗 り 込 む。シ
ートは 革 張 りに 廃 熱 を 利 用 したヒーター 付 で、 空 調 の 整 った 美 術 館 内 でも 快 適 である。 鑑 賞 の 邪 魔 にな
らない 前 方 に 平 置 きでモニタが 配 備 されており、 見 学 コースを 選 ぶ。 時 間 もあるし、 目 玉 は 見 逃 せない
ので 全 部 コースに 決 定 したところで 出 発 、ロボットカーがゆっくり 動 き 出 す。ヘッドフォンをかぶり、
展 示 入 り 口 にたどり 着 くまでに、 今 回 の 企 画 展 について 概 要 を 説 明 する 音 声 案 内 に 耳 を 傾 ける。 最 初 に
止 まった 絵 画 は、 展 示 室 の 中 央 のルーベンスだった。30 秒 ほど 止 まって、 案 内 を 聞 く。もう 少 し 見 た
30

いので、 延 長 ボタンでもう 30 秒 。 次 はどこに 行 くかとわくわくしながら、 次 の 絵 画 へ 移 動 していく。
少 し 待 てば 途 中 気 になった 場 所 へ 割 り 込 みも 可 能 である。ただ、 目 玉 のブリューゲルだけは、2 分 の 制
限 つきであった。 展 示 は、 部 屋 ごとに 時 代 が 分 かれているので、15 世 紀 から20 世 紀 まで 逆 行 せず 順
番 にたどることができた。 最 後 にもう 一 度 みたい 絵 画 を 選 んで 観 賞 し、 思 い 残 すことなく 会 場 をあとに
することにした。ユーザも 自 分 のペースでゆったりまわることができて 満 足 である。
3) 知 能 化 技 術
・ 移 動 ロボット 群 制 御
・ 自 己 位 置 修 正
・ 室 内 マップ 自 動 作 成 ・ 修 正
・ 経 路 の 最 適 化
・ 自 動 経 路 生 成
・ 衝 突 回 避
・ 障 害 物 回 避
上 記 、 知 能 化 技 術 を 支 える 環 境
・ 無 線 LAN 環 境
・ 無 線 IDタグ 技 術
・ 高 出 力 充 電 池
・ 急 速 充 電 技 術
・ 乗 り 心 地 の 人 間 工 学 を 反 映 した 走 行 制 御
・ 搭 乗 可 能 な 電 動 小 型 自 動 走 行 車 証 実 験 、 信 頼 性 向 上 、 安 全 性 確 認
(3) 図 書 館
1)シナリオ
1エンドユーザ
図 書 館 司 書 、 図 書 館 職 員
2 具 体 的 シナリオ
35 歳 女 性 、 図 書 館 司 書 の 資 格 を 持 ち、 大 学 図 書 館 から 移 り、 公 共 図 書 館 に 勤 めて8 年 になる。 業 務
内 容 は、カウンターで 貸 し 出 し/ 返 却 を 行 うばかりでなく、 新 着 図 書 の 登 録 や 新 刊 の 購 入 、マルチメデ
ィアサポート、 書 架 の 管 理 に 閲 覧 室 パトロールなど 忙 しい。 最 近 の 悩 みは、 図 書 の 盗 難 、 破 損 ( 切 抜 き・
書 き 込 み・ 線 引 き)が 相 次 いで 見 つかることだ。 数 年 前 、インターネットを 通 じて 借 りたい 図 書 を 検 索
して 予 約 できるサービスを 導 入 し、 利 用 率 も 高 く 好 評 だった。ところが、 利 用 者 から、「 予 約 をしたの
に、 本 が 無 い」とのクレームを 複 数 受 け、つい 先 日 の 蔵 書 点 検 の 結 果 、 行 方 不 明 の 本 が 何 百 冊 単 位 で 判
明 した。 高 額 な 研 究 書 、 貴 重 な 郷 土 資 料 を 含 め、 写 真 集 や 実 用 書 、 雑 誌 などの 欠 損 が 目 立 ち、 被 害 額 は
一 千 万 超 。 手 に 入 る 本 なら 買 いなおすことができるが、その 分 新 刊 の 購 入 費 を 削 らなければならない。
ましてや、 郷 土 資 料 や 絶 版 本 などはまず 手 に 入 らないだろう。また、 受 験 シーズンにより 図 書 館 内 が 混
雑 し、 利 用 者 の 荷 物 の 置 き 引 きや、 財 布 をすられるなど 盗 難 被 害 も 頻 発 しているため、パトロールの 数
を 増 やすようにしているが、カウンターや 事 務 室 もそれほど 留 守 にはできない。 学 芸 員 は、 幼 稚 園 の 先
生 や 警 備 員 ではないのだから。パトロール 中 でもよく 頼 まれるのが、 場 所 取 り 荷 物 の 撤 去 だ。 人 がいな
いのに、 席 に 図 書 館 の 本 や、コートなどが 無 造 作 に 置 かれている。 勉 強 目 的 で 閲 覧 室 に 来 る 利 用 者 は、
一 日 中 過 ごすことを 目 的 としているので、 食 事 したり 飲 み 物 をとったりする。これらも、 見 つけ 次 第 没
収 である。 見 回 っている 途 中 に、まるで 見 当 違 いな 収 められ 方 をしている 本 を 見 つけた。なぜ、 児 童 書
が 社 会 学 の 棚 にまぎれこんでいるのか。 元 に 戻 さなくては。 本 来 の 業 務 に 負 担 をかけずに、できれば 利
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用 者 自 身 がモラルやマナーを 身 に 着 けてほしい、と 思 っている。
3 事 業 者 の 投 資 動 機
・ 図 書 館 の 目 的 → 利 用 者 が 知 識 を 獲 得 するのを 助 ける、 求 める 情 報 を 提 供 する
・ 公 共 性 または 独 立 性 の 維 持
・ 書 棚 管 理 → 本 が 分 類 どおりに 書 架 に 並 んでいるか?
・ 図 書 管 理 → 本 の 不 正 持 ち 出 しや 損 壊 を 抑 止 する。 新 設 の 図 書 館 では、 磁 気 コードによる 図 書 管 理
が 進 み、 不 正 持 ち 出 しは 減 る 一 方 で、ページの 切 り 取 り 等 の 損 壊 行 為 が 増 加 している。こうした 行 為
には 防 犯 カメラの 設 置 、 書 架 の 配 置 の 工 夫 により 死 角 をなくすことであり、パトロールを 増 やすこと、
またスタッフが 積 極 的 な 声 かけを 行 うことにより 抑 止 効 果 が 認 められているが、 人 員 配 置 にも 限 界 が
ある。
・マルチメディア 対 応 → 音 源 (CD)や 映 像 (DVD)の 貸 し 出 し
・PC 環 境 整 備 → インターネット 無 料 開 放
・マルチメディア 対 応 や、PC 環 境 導 入 による 高 価 な 機 材 の 盗 難 防 止
・ 貸 し 出 し/ 返 却 手 続 きの 自 動 化 ・ 無 人 化 → スピード 化 により 行 列 がなくなる
対 面 式 では 借 りるのに 抵 抗 があるような 本 も、ためらいなく 手 続 きできる
・ 新 入 荷 図 書 の 追 加 → センサ 埋 め 込 み、シール 貼 り、 帯 ・カバーを 外 してラミネート
・ 論 文 複 写 サービスの 提 供 ・ 効 率 化 → 製 本 した 論 文 をPDF 化 し、 電 子 配 信
・ 論 文 検 索 サービスの 提 供 ・ 効 率 化
・ 図 書 検 索 サービスの 提 供 ・ 効 率 化
・ 利 用 者 増 加 による 活 性 化
・バリアフリー 化
・ 閲 覧 室 パトロール→ 閲 覧 室 での 飲 食 、 大 声 で 話 しかける、つきまとい、 長 時 間 に 及 ぶ 席 取 り 等 迷 惑 行
為 の 抑 制
・ 防 犯
本 の 不 正 持 ち 出 し( 窃 盗 )、ページ 切 り 取 り・ 線 引 き( 器 物 損 壊 )、 荷 物 の 盗 難
・ 閲 覧 室 パトロール → 閲 覧 室 での 飲 食 、 会 話 、 長 時 間 に 及 ぶ 席 取 り 等 迷 惑 行 為 の 抑 制
4 事 業 規 模 推 定
2006 年 公 共 図 書 館 3,083 館 、 大 学 図 書 館 1,658 館
( 日 本 図 書 館 協 会 HPhttp://www.jla。or。jp/statistics/index。html より)
2000 年 ごろより、 毎 年 50から100のペースで 増 加 し、 同 時 に 図 書 の 被 害 も 増 加 している。
特 に 高 価 な 研 究 図 書 、 貴 重 な 郷 土 資 料 、 歴 史 資 料 などに 集 中 し、とりかえしがつかないどころか 被 害
額 も 大 きい。( 下 記 参 考 記 事 より)
< 参 考 資 料 >
・ 図 書 館 資 料 の 盗 難 事 故 について- 埼 玉 県 富 士 見 市 立 中 央 図 書 館
http://www.lib.fujimi.saitama.jp/l_main/jikohoukoku_tounan.htm
・ 図 書 館 の 本 傷 だらけ「 切 り 抜 き」「 線 引 き」 横 行
http://www.yomiuri.co.jp/book/news/20061212bk04.htm
・ 傷 つく 図 書 館 の 本
http://www.yomiuri.co.jp/book/news/20070115bk14.htm
・ 金 沢 市 立 図 書 館 被 害 1000~2000 万 職 員 ため 息 「モラルに 頼 るしかない」
http://hokuriku.yomiuri.co.jp/hoksub2/kyouiku/ho_s2_06062901.htm
・Current Awareness Portal- 図 書 館 に 関 する 調 査 研 究 情 報
http://www.dap.ndl.go.jp/ca/
2) システム 構 成
1 環 境 構 造 化 RT 導 入 のシステム 提 案
32

◆ 閲 覧 室 監 視 &パトロールロボットシステム
監 視 カメラを 設 置 し、ロボットはカメラと 連 携 し 閲 覧 室 、および 書 架 棚 を 動 きまわるものものしい 監
視 カメラ 設 置 を 避 けたい 場 合 は、 感 性 にうったえる 魅 力 的 な 据 え 置 き 型 のカメラ 搭 載 ロボットを 代 えて
設 置 する。 閲 覧 室 では、 監 視 カメラにより 定 点 観 測 し、 異 常 の 場 合 にロボットが 現 場 に 出 向 き 対 処 する。
例 えば、 人 不 在 の 席 取 りを 防 止 するため、 人 がいないのに 荷 物 が 置 いてある 席 をチェック。 一 定 時 間 が
経 過 すれば、ロボットがその 席 に 向 かう。その 場 でロボットが 画 像 処 理 を 行 い、 図 書 館 の 本 が 無 造 作 に
置 かれていて 放 置 されているときはそれを 片 付 ける。 個 人 の 所 有 物 らしきものは、 忘 れ 物 として 預 かる。
図 書 館 の 本 かどうかは、 無 線 タグのチェックにより 判 別 することができる。 貸 し 出 し 手 続 きがされたの
かもわかる。
移 動 ロボットにより、 利 用 者 の 監 視 も 行 う。 防 犯 カメラによる 監 視 は、その 仰 々しさゆえに 見 られる 側
にとって 抵 抗 が 大 きいが、 移 動 ロボットならばスタッフと 同 じなので 防 犯 カメラほどの 嫌 悪 感 は 抱 かな
い。 混 雑 にもかかわらず、 閲 覧 室 でつっぷして 寝 ている 人 を 起 こす、 切 り 取 りや 線 引 きの 行 為 を、カメ
ラを 通 して 発 見 し、 止 めることができればマナー 向 上 も 期 待 できる。また、スリや 置 き 引 きなどの 犯 罪
を 防 ぎ、 非 ・ 本 来 的 利 用 者 から 一 般 の 利 用 者 を 守 ることができる。
書 架 棚 を 移 動 し、タグ 情 報 を 得 ることで 図 書 の 並 びをスキャニングし、それぞれの 図 書 が 正 しい 位 置 に
納 められているかどうかをチェック。はぐれ 本 を 発 見 したら、 職 員 を 呼 んで 直 してもらう。 本 棚 の 整 理
は、 動 作 範 囲 が 上 下 左 右 に 広 く、 両 手 を 使 った 重 労 働 なので 人 による 作 業 が 確 実 である。 図 書 館 とい
う 性 質 上 、 稼 動 音 を 減 らしスピーカ 音 量 を 絞 るなど、 静 かな 動 作 が 求 められる。
◆ 来 館 者 への 積 極 的 な 情 報 提 示
図 書 館 の 活 性 化 : 来 館 者 に 移 動 ロボットが 声 をかけあいさつする。
迷 惑 行 為 の 抑 制 :「 以 下 の 行 為 は 禁 じられています」、「 犯 罪 であり 罰 せられます」などの 深 刻 なお
知 らせを 繰 り 返 し 伝 える。ロボットが 情 報 提 供 することにより、 大 げさな 印 象 を 和 らげてかつ 警 告 が 効
力 を 発 することが 期 待 できる。
◆ 新 刊 図 書 の 整 理 の 自 動 化
分 類 してラミネート 貼 り、 書 庫 へ 収 納 。 文 字 読 み 取 りにより 図 書 目 録 へ 自 動 登 録
2 図 書 館 パトロールロボットシステムの 導 入
磁 気 センサで 本 の 不 正 持 ち 出 しを 防 ぐシステムとともに、 閲 覧 室 と 書 架 棚 を 巡 回 パトロールする 移 動
ロボットを 導 入 した。 管 理 システムにより 本 の 不 正 持 ち 出 しによる 盗 難 は 減 っても、 本 の 切 り 取 りが 増
加 するとのデータにより、 双 方 に 抑 止 効 果 があるシステムを 同 時 に 導 入 した。このシステムにより、 本
は 書 架 棚 と 閲 覧 室 の 外 (トイレ 含 む)へは 勝 手 に 持 ち 出 せなくなった。 図 書 館 内 では、ロボットがパト
ロールし、カウンターや 事 務 室 のモニタで 確 認 できるので、あやしいと 思 ったらすぐに 注 意 しに 行 けば
よい。ロボットは 情 報 提 示 にも 一 役 買 っている。 図 書 館 の 本 で 破 損 が 目 立 つこと、 器 物 損 壊 になること
を、それとなくつぶやいてくれているので、 若 い 利 用 者 の 啓 蒙 にも 役 立 つ。ロボットは、しゃべってい
ないときは 音 も 無 く 忍 び 寄 るので、 本 を 切 り 取 ろうとした 人 も 気 づかず、スタッフが 現 場 を 取 り 押 さえ
ることができた。また、 書 架 棚 も 蔵 書 点 検 をしながらくまなく 移 動 してくれるので、 死 角 がなくなり、
効 率 的 に 監 視 ができる。 蔵 書 点 検 で 見 つかった、はぐれ 本 を 本 来 の 書 架 に 戻 すのは 職 員 の 仕 事 だが、 探
すのが 一 番 大 変 なので、 見 つけてくれるだけで 大 助 かりである。これにより 利 用 者 から「 本 がない」と
のクレームが 減 った。 普 段 から 書 架 が 整 っていることで、 蔵 書 点 検 にも 役 立 つ。すべての 利 用 者 は 信 用
できないと 疑 心 暗 鬼 になっていたが、 今 では 問 題 行 為 も 少 なく、 明 るい 気 持 ちで 仕 事 ができる。また、
コピー 機 の 利 用 が 増 え、わずかではあるが 収 益 となっている。
3) 知 能 化 技 術
・ 室 内 マップ 自 動 作 成 、 自 動 更 新
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・ 移 動 経 路 の 最 適 化
・ 自 動 経 路 生 成
・ 自 己 位 置 修 正
・ 画 像 センシング 技 術
・ 動 作 認 識 技 術
上 記 、 知 能 化 技 術 を 支 える 環 境 技 術
・ 無 線 LAN 環 境
・ 無 線 IDタグ 技 術
・ 音 声 合 成 技 術
・IDタグリーダの 高 速 、 軽 量 化
・ 高 出 力 充 電 池
・ 急 速 充 電 技 術
2.1.4 商 業 空 間
(1) 大 型 商 業 施 設
1)シナリオ
1エンドユーザ: 大 型 商 業 施 設 の 来 場 者 ( 買 い 物 客 )
45 歳 の 男 性 、 仕 事 の 合 間 にちょっとした 時 間 ができたので、このところの 大 型 商 業 施 設 のオープン
ラッシュで、 近 くにできたショッピングセンターを 訪 問 した。 建 物 に 入 ると、 外 とは 別 世 界 の 街 並 みの
景 観 で 魅 力 的 である。いろいろなお 店 があり、 見 て 歩 くのは 新 鮮 で 面 白 い。
さて、 先 日 のテレビで 紹 介 された 子 供 がほしがっていた 服 を 買 おうとお 店 を 探 そうとしたが、 案 内 板
がどこにあるのかよくわからない。お 店 を 探 しに 歩 き 始 めたが、だんだんどこにいるのかわからなくな
ってきた。やっと 地 図 を 見 つけて 方 向 を 確 認 してみるとずいぶん 反 対 の 方 向 に 歩 いてきたようだ。 結 局 、
店 内 を 一 周 してお 店 にたどり 着 いて 目 的 の 商 品 を 手 に 入 れることができた。
そういえば、 評 判 のパン 屋 さんがあると 妻 に 聞 いていたので、 次 にパン 屋 さんへ 向 かった。どうも、
評 判 のパンは 時 間 ごとに 焼 きあがりを 提 供 するようで、あと1 時 間 ほど 市 内 と 手 に 入 らないようだ。 荷
物 が 増 えてきて、 移 動 するのも 億 劫 になってきた。お 昼 時 なので、 食 事 をしようとレストラン 街 に 向 か
った。 時 間 帯 が 悪 くどの 店 もずいぶん 込 んでいるようだ。やっと 食 事 が 終 わって、 再 びパン 屋 さんに 向
かうと、 少 し 時 間 が 過 ぎていて、またも 売 り 切 れだった。ずいぶん 歩 き 回 って、 疲 れてしまった。
残 念 だが、もうあまり 時 間 に 余 裕 がなくなってきたので、 駅 に 戻 ることにした。またもや 方 向 がわか
らなくなり、ずいぶん 違 う 出 口 に 出 てしまい、 予 想 より 時 間 がかかった。
施 設 は 魅 力 的 だが、 慣 れない 施 設 はやはりあまり 来 るものではないかなあという 印 象 が 残 った。
2ロボットのユーザ( 事 業 者 ): 都 市 部 再 開 発 のデベロッパー
最 近 、 景 気 回 復 にともなって、 大 型 の 複 合 開 発 が 活 発 になっている。また、 競 争 の 激 化 から、 従 来 の
商 業 施 設 の 再 開 発 やリニューアルも 避 けられなくなっている。 都 市 部 周 辺 では、 商 業 施 設 とオフィスビ
ルに 加 え、 住 居 を 含 めた 総 合 的 な 街 づくりが、 開 発 の 条 件 となっている。 再 開 発 の 件 数 も 増 えてきたこ
とから、 誘 致 するテナントの 魅 力 だけでは 差 別 化 が 難 しく、 新 しい 仕 掛 けを 探 求 している。なかなか、
魅 力 の 維 持 が 難 しく、5 年 程 度 での 様 々な 見 直 しも 必 要 となってきている。
施 設 運 営 をしていく 収 入 としては、 店 舗 賃 貸 料 に 加 え、 店 舗 売 り 上 げ 連 動 の 歩 合 もあることから、 魅
力 的 な 施 設 に 見 合 った 賃 貸 料 に 加 え、 各 店 舗 が 確 実 に 収 入 を 上 げていくことが 必 要 となる。
最 近 の 施 設 設 計 では、どの 場 所 も 均 等 に 人 が 流 れるようにループ 上 に 動 線 を 確 保 するような 方 法 を 取
り 入 れている。しかし、この 方 法 では 目 的 のある 顧 客 には 方 向 感 覚 が 狂 いやすく 的 確 に 店 舗 まで 到 達 が
難 しくなる 問 題 もある。また、 話 題 の 品 物 の 提 供 なども、あらかじめインターネットなどで 調 べるか、
旧 来 の 折 り 込 み 広 告 による 情 報 提 供 程 度 である。 最 近 の 顧 客 の 購 買 行 動 として、 雑 誌 やテレビなどで 取
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り 上 げられた 商 品 を 求 めに 来 ることも 多 いが、 店 舗 内 の 案 内 表 示 はいろいろなものが 混 在 してわかりに
くく、タイムリーな 商 品 情 報 の 提 供 をすることが 難 しい。ディスプレイを 使 うなどして 工 夫 しているが、
顧 客 と 店 舗 のお 互 いの 機 会 損 失 を 少 なくできると 魅 力 的 な 施 設 となる。タイムリーな 商 品 情 報 提 供 で、
顧 客 の 購 買 意 欲 の 向 上 を 計 る 効 果 も 期 待 できる。
平 日 の 集 客 力 も 大 きな 問 題 である。このような 再 開 発 では、 住 居 施 設 が 隣 接 していることから、この
住 民 へのサービスを 組 み 合 わせると 効 果 的 である。 住 居 設 備 についても、 魅 力 あるサービスを 付 加 する
ことで、 住 居 の 価 値 が 向 上 できることが 期 待 され、 開 発 におけるシナジー 効 果 が 期 待 できる。
これらのことから、 現 在 の 開 発 では、 以 下 のような 取 組 みにより 集 客 力 向 上 を 試 みている。
・ 商 業 施 設 は、 日 用 品 からファッション、 飲 食 店 に 加 え 娯 楽 施 設 ( 映 画 館 )などを 併 設
顧 客 の 滞 留 時 間 の 確 保 による 消 費 機 会 の 増 大
・これらに 加 え、スポーツジムのような 会 員 制 の 施 設 の 併 設 による 固 定 客 の 確 保
顧 客 の 固 定 化 とスポーツ 用 品 店 とのシナジー、 飲 食 店 への 誘 導
・ 最 近 では、 健 康 増 進 に 関 する 施 設 を 併 設 するなど
生 活 に 密 着 した 施 設 作 りと 消 費 機 会 の 獲 得
・ 店 舗 情 報 を 細 かに 提 供 するディスプレイ 型 情 報 提 供
リアルタイムの 情 報 提 供 、 複 数 ・ 時 間 帯 に 応 じた 情 報 提 供
今 後 は、 以 下 のようなことが 期 待 されている。
・ 情 報 端 末 ( 携 帯 電 話 )の 利 用 による 情 報 提 供
個 人 への 情 報 発 信
・ 近 隣 住 民 への 商 品 配 達 サービス
併 設 住 宅 とのシナジー 効 果
・ 来 客 者 の 落 ち 着 ける 空 間 つくりによる 滞 留 時 間 の 維 持
家 族 連 れでの 個 々の 要 求 への 対 応 による 顧 客 確 保 ( 父 と 子 、 母 などの 要 求 の 多 様 化 )
このような、 傾 向 の 中 で 新 しくて 魅 力 的 で 柔 軟 な( 変 化 に 対 応 できる)サービス 提 供 をできることが
今 後 の 大 型 施 設 の 魅 力 となって 他 の 施 設 との 差 別 化 がはかれていくものと 考 えられる。
以 上 のことをまとめるとユーザには、 以 下 のような 要 求 がある。
・ 大 型 商 業 施 設 を 中 心 とした 再 開 発
職 住 商 の 一 体 となった 開 発 / 魅 力 的 な 商 業 設 備 /
住 宅 へのサービス 提 供 を 付 加 した 新 しい 価 値 の 創 造
・ 大 型 施 設 運 営 側 の 収 入
店 舗 賃 借 料 と 売 り 上 げ 連 動 の 歩 合
施 設 の 魅 力 を 維 持 すること
集 客 力 の 維 持 ・ 向 上
快 適 な 空 間 を 顧 客 に 提 供 すること
・ 集 客 力 向 上
イベントの 開 催
商 業 施 設 に 加 え 快 適 な 空 間 の 提 供 (リピータ)
娯 楽 施 設 などの 併 設 など
平 日 の 集 客 力 向 上 : 住 居 施 設 の 顧 客 の 囲 い 込 み
日 常 生 活 に 対 応 する 商 品 提 供
タイムリーで 顧 客 に 対 応 した 情 報 提 供
近 隣 との 連 携
2)システムの 構 成
1 顧 客 に 対 応 した 情 報 提 供 ツールの 開 発
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機 能 としては、 以 下 のようなものが 考 えられる。
・ 商 品 情 報 提 供 を 組 み 合 わせた 施 設 内 の 案 内 業 務
・ 各 店 舗 からのリアルタイムの 各 種 販 売 情 報 (パンの 焼 き 上 がりなど)
・ 客 層 を 判 断 しての 情 報 提 供
・ 各 種 広 告 情 報 の 提 供 ( 近 隣 の 情 報 を 含 む)
・イベントと 連 携 した 商 品 企 画 の 情 報 提 供
・ 快 適 空 間 創 出 のための 空 間 提 供 ( 映 像 ・ 音 声 ・ 照 明 など)
システムとして、 構 成 されるイメージは 以 下 のとおりである。
・ 施 設 内 部 への 顧 客 の 情 報 を 収 集 できるカメラシステム
・ 特 定 顧 客 の 持 つタグに 対 応 するタグリーダによる 顧 客 のトラッキングシステム
会 員 カードのようなシステムの 応 用 と 嗜 好 にあわせた 情 報 提 供
・ 情 報 提 供 および 案 内 をする 移 動 ロボットシステム
情 報 提 供 は、ストレスのない 速 さでの 提 供 が 可 能 な 入 出 力
・ 移 動 ロボットの 状 況 を 管 理 する 環 境 側 の 管 理 システム
人 間 との 共 存 での 安 全 管 理 システム
・ 顧 客 の 動 向 にあわせて 提 示 する 移 動 可 能 な 表 示 システム
可 動 式 のプロジェクタなどで、 様 々な 場 所 への 情 報 提 示 あるいは 誘 導
・ 店 舗 / 管 理 室 からの 情 報 提 供 システム
2バックヤード 作 業 としての 搬 送 作 業 代 替 装 置 ( 周 辺 住 民 向 けを 意 識 した)
快 適 な 買 い 物 を 実 現 するために、 以 下 のような 機 能 が 考 えられる。
・ 駐 車 場 ・ 近 隣 バス 停 ・ 駅 ・タクシー 乗 り 場 までの 顧 客 商 品 の 搬 送
・ 隣 接 住 居 までの 商 品 搬 送
また、 店 舗 へのサービス 機 能 として 以 下 のようなものが 考 えられる。
・ 店 舗 への 物 品 供 給 作 業 (バックヤード 通 路 を 使 用 )
システムとして、 構 成 されるイメージは 以 下 のとおりである。
・ 屋 内 外 をシームレスで 移 動 可 能 な 移 動 ロボットシステム
・バックヤードなどでは、 環 境 側 のガイドによる 高 速 移 動 の 補 助 機 能
・ 屋 外 では、 移 動 の 補 助 のための 環 境 側 へのガイド 機 能
・ 台 車 搬 送 機 能 による 汎 用 的 な 移 動 ロボットシステム
・ 屋 内 では、 移 動 を 補 助 する 安 価 な 屋 内 GPSシステム
このような、 移 動 を 伴 うサービスシステムの 構 築 により、システム 全 体 の 新 規 性 による 魅 力 で、 集 客
力 を 向 上 させるとともに、 先 行 者 としての 新 規 性 による 情 報 発 信 と 珍 しさによる 集 客 効 果 が 期 待 できる。
付 加 的 な 効 用 として、 携 帯 型 端 末 への 位 置 情 報 提 供 などへの 転 用 できる 可 能 性 がある。
36

環 境 設 置
顧 客 行 動 計 測
センサ
カメラ
センサ
ノード
・・・・・・・
・・・・・・・・
顧 客 に 合 わせた
情 報 提 供
RT の 操 作 などに
よる
移 動 型
情 報 提 供
RT システム
移 動 型
搬 送 RT システム
図 2.1.4-1 顧 客 への 情 報 提 供 のRTシステムイメージ
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
1 屋 内 外 シームレス 搬 送 を 実 現 するためのガイド 情 報 を 提 供 する。
・ 安 価 な 屋 内 GPSシステムの 構 築
・ 屋 外 での 地 図 情 報 提 供 とGPSとの 連 携 システム
・ 適 宜 、 事 故 位 置 補 正 をするためのガイド 情 報 適 用 システム
2 人 の 中 にはいっていく 移 動 ロボット 技 術 の 開 発 が 必 要 となる。
・ 人 の 中 での 安 全 性 確 保 のための 環 境 からの 監 視 技 術
ロボットの 周 辺 の 人 の 状 況 をマクロに 監 視
・ 許 容 動 作 速 度 などを 管 理
ロボット 側 では、 周 辺 の 局 所 情 報 に 基 づく 行 動 修 正 機 能
3 人 の 動 作 などからの 情 報 提 供 システム
・ 人 の 集 まり 具 合 などに 対 応 して 情 報 を 提 供 する 技 術
人 の 動 作 認 識 情 報 に 基 づく 表 示
・ 店 舗 情 報 などをいろいろな 場 所 で 無 線 で 受 信 ・ 表 示 する 技 術
大 量 の 情 報 を 送 信 できる 通 信 プロトコル
アドホックな 接 続 方 式
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2.1.5 官 庁 、オフィス
(1) 官 庁
ここでは、 役 所 、 警 察 署 、 郵 便 局 、 銀 行 などの 官 庁 に 類 する 事 業 フィールドでのRTシステム 活 用 シ
ナリオについて 記 載 する。この 事 業 フィールドでの 事 業 者 は、 国 、 地 方 自 治 体 、 銀 行 経 営 者 などである。
(1-1) 官 庁 シナリオ1
1)シナリオ
1エンドユーザ
市 民 利 用 者
2シナリオ
現 状 の 現 場 で 発 生 していると 想 定 されるサービスシーンを 下 記 に 記 載 する。
a. 受 付 ロビーでの 受 付 ・ 窓 口 案 内 、セキュリティーサービス
・ 外 人 客 が、インフォメーションに、 関 連 部 署 の 場 所 を 尋 ねようとしたが、 日 本 語 がしゃべれず、 苦 労
している。 担 当 者 も、 英 語 なら 何 とか 対 応 できるが、 相 手 が 不 得 手 なポルトガル 語 を 話 すためになか
なか 要 領 を 得 ない。 何 とか 該 当 窓 口 に 案 内 できたが、 該 当 窓 口 でも 客 との 対 話 に 不 自 由 している。
・ 目 の 不 自 由 な 客 が、 手 続 きの 仕 方 が 分 からず 困 っている。また、 事 前 手 続 き 書 面 の 記 入 ができずに 困
っている。 事 務 員 は、 事 務 窓 口 業 務 が 忙 しく、この 状 況 に 気 が 付 かず、 長 時 間 そのままでいた。イン
フォメーション 係 がいれば、 対 応 できたが、 設 けられていなかった。
・ 手 続 きの 仕 方 が 分 からず 困 っている 老 人 客 、 事 前 手 続 き 書 面 の 記 入 に 手 間 取 っている 老 人 客 がいるが、
事 務 窓 口 での 作 業 が 忙 しく、きめ 細 かい 補 助 サービスができない。もしくは、この 手 の 補 助 サービス
に、 元 々 人 手 をかけていない。
・ 窓 口 処 理 待 ちの 親 子 連 れがいるが、 順 番 がなかなか 回 ってこないため、 子 供 が 飽 きてむずかりだした。
接 客 サービスに 人 手 が 割 ければ、お 客 も 気 持 ちよく 時 間 を 過 ごせると 思 われる。このような 時 に、 新
商 品 のPRや、 行 政 情 報 のお 知 らせ 等 をしても 良 い。 子 供 の 相 手 をしてあげるとか、 有 益 な 情 報 の 提
示 で 客 の 待 ち 時 間 を 有 意 義 なものにするとサービスの 質 を 評 価 してもらえる。
・ 道 に 迷 った 人 が、 窓 口 に 訪 ねてきた、 窓 口 業 務 に 忙 しく 対 応 できなかった。
ちょっとした 親 切 ができれば 官 庁 のイメージも 向 上 する。
・ 玄 関 ロビーに 挙 動 不 審 な 人 物 がいるが、 窓 口 業 務 が 忙 しく 気 が 付 かなかった。
インフォメーション 係 は 気 が 付 いたが、 最 近 テロの 凶 悪 化 が 進 み、 対 応 になかなか 勇 気 がいる。
・ 都 心 に 初 めて 出 てきたご 老 人 が、 次 の 目 的 地 にいくのに、どうしたら 良 いか 迷 っている。インフォメ
ーションに 聞 けば 良 いのだが、 聞 きなれなくて、なんとなく 気 が 引 ける。 困 っている 時 に、 最 寄 の 交
通 機 関 、 地 図 情 報 等 を 教 えてくれたり、タクシーを 呼 んでくれるなど、 気 を 利 かせて 助 けてくれる 人
がいると 助 かる。でも、 見 ず 知 らずの 人 間 に 声 をかけられるのも 恐 い。
・ 夜 中 に 窓 口 処 理 を 待 っている 時 に、 大 きな 地 震 が 起 きた。 建 物 全 体 が 停 電 になり、 周 囲 は 暗 闇 で 周 り
の 人 達 もパニックに 陥 っている。 頼 りになりそうなインフォメーション 係 も 警 備 係 も 被 害 を 受 けたの
か 沈 黙 している。 一 刻 も 早 く 建 物 の 外 に 非 難 したい。
b. 公 共 通 路 の 夜 間 警 備 / 夜 間 清 掃 /ゴミ 処 理 作 業
・ 警 備 員 は、 夜 になり 玄 関 ホールを 戸 締 りした 後 、 夜 間 巡 回 警 備 を 始 める。
・ 夜 間 通 用 ゲートには、 少 なくとも1 人 の 守 衛 が 待 機 し、セキュリティー 守 衛 業 務 を 行 い、 不 審 者 の 侵
入 を 防 ぐともに、 建 屋 から 出 ようとする 未 登 録 者 や 挙 動 不 審 者 のチェック 及 び 記 録 を 行 う。
・ 巡 回 警 備 員 は、ビル 各 階 に 移 動 し 公 共 通 路 を 巡 回 し、 不 審 者 の 探 索 、 異 常 状 態 ( 異 常 音 、 煙 の 発 生 、
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火 災 の 発 生 、 水 漏 れ、ガス 漏 れなど)の 探 索 、 建 屋 設 備 のメンテ 異 常 ( 蛍 光 灯 の 切 れかけ、 無 線 LA
N 端 末 の 故 障 など)の 探 索 を 行 う。
不 審 者 を 発 見 した 場 合 、 誰 何 、 個 人 認 証 を 要 求 し、 要 求 に 応 じず、 攻 撃 もしくは 逃 走 を 企 てた 場 合 、
警 備 本 部 に 緊 急 連 絡 を 入 れ、 不 審 者 の 確 保 に 向 かう。 最 近 は、テロ 活 動 の 凶 悪 化 が 進 み、 非 常 時 に 直
面 すると、 命 の 危 機 を 感 じることが 多 くなった。
・ビル 通 路 の 掃 除 は、 夜 間 の 建 屋 内 の 人 が 引 けた 後 の 時 間 帯 でやらなければいけない。しかし、ビルの
ある 副 都 心 では、 定 常 的 に 夜 間 に 働 けるパートの 人 口 が 限 られており、さらに、ビルの 省 エネ 対 策 か
ら、 近 隣 の 鉄 道 の 終 電 以 後 の0 時 から、 午 前 5 時 までビルの 通 路 の 照 明 が 落 とされ、 人 での 掃 除 作 業
が、 午 前 6 時 から 始 業 の 午 前 8:00の 間 に 限 られ、 掃 除 作 業 従 事 者 の 確 保 がますます 難 しくなって
いた。
・ビルの 各 階 には、 分 別 ゴミの 集 積 ゴミ 箱 があるが、これも 掃 除 と 同 様 に 夜 間 にビル 地 下 階 の 集 中 ゴミ
集 積 所 に 搬 送 しなければならないが、やはり 作 業 人 員 の 確 保 に 苦 慮 している。
< 提 供 サービス>
以 上 のシナリオで 紹 介 したサービス 業 務 をまとめると 下 記 のようになり、ロボットにより 人 手 作 業 の
代 行 により、 作 業 コスト 削 減 及 びサービス 作 業 の 質 の 向 上 を 図 ることができれば、 事 業 者 の 投 資 動 機 を
喚 起 できる。
a. 来 訪 者 の 要 件 の 確 認 及 び 対 応 窓 口 への 誘 導
b. 外 国 人 向 け 外 国 語 対 応 受 付 、 対 応 窓 口 での 翻 訳 サービス
c. 目 、 耳 の 不 自 由 な 方 への 応 対
d. 事 前 手 続 き 書 面 記 載 の 補 助
e. 目 的 外 来 訪 者 (ビルを 間 違 えた 人 、トイレ 借 用 の 人 など)へのサービス
f. 情 報 提 供 :PR 情 報 、ビル 近 隣 場 所 の 道 案 内 、バス 時 刻 表 の 提 示 、 災 害 時 の 避 難 支 援 など
g. 車 の 手 配 :タクシーの 呼 び 出 し
h. 案 内 誘 導 : 対 応 部 署 への 誘 導 、トイレへの 誘 導 など
i. 挙 動 不 審 者 の 排 除
j. 夜 間 警 備 、 夜 間 清 掃 、ゴミ 処 理
3 事 業 者 の 投 資 動 機
事 業 者 のRTシステム 導 入 に 対 する 投 資 動 機 としては 次 の 点 が 考 えられる。
・ 人 件 費 削 減 ( 成 立 の 基 本 条 件 : 既 存 人 件 費 を 上 回 ればそれに 見 合 う 人 ではできない 価 値 を 提 供 する 必
要 あり。)
・ 話 題 性 提 供 、 受 付 処 理 の 親 和 性 を 高 め 好 感 度 アップを 図 る
・ 多 国 籍 言 語 対 応 による 受 付 作 業 の 効 率 化
・セキュリティーサービスの 供 給 ( 不 審 者 対 策 、 非 常 時 対 策 、 建 屋 メンテナンス 対 策 、 危 険 物 対 策 付 き
配 送 サービスなど)
・ビル 公 共 領 域 ( 玄 関 、 廊 下 など)の 清 掃 コストの 低 減
・ 労 働 時 間 帯 の 制 約 なし( 深 夜 ・ 早 朝 対 応 が 容 易 、 休 憩 時 間 不 要 )
4 事 業 規 模 の 推 定
事 業 者 側 ユーザの 規 模 から、この 事 業 フィールドでの 事 業 規 模 を 推 定 してみる。 国 内 の 事 業 拠 点 の 総
数 は、おおよそ 下 記 のような 規 模 である。
a. 役 所 国 内 総 数 :1,887 箇 所 、 警 察 署 国 内 総 数 :1,887 箇 所
(= 県 :47 箇 所 + 区 :23 箇 所 + 市 :779 箇 所 + 町 :842 箇 所 + 村 :196 箇 所 )
< 出 典 : 都 道 府 県 別 市 区 町 村 数 一 覧 ( 平 成 18 年 10 月 1 日 現 在 )、
http://www.lasdec.nippon-net.ne.jp/com/addr/cyouson_ichiran.htm#a01>
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. 郵 便 局 国 内 総 数 :26,980 箇 所
(= 通 常 局 :24,608 箇 所 (= 集 配 局 :4,451 箇 所 + 無 集 配 局 :15,867 箇 所 + 簡 易
局 :4,290 箇 所 )+ 出 張 所 :2,332 箇 所 + 分 室 :40 箇 所 )
< 出 典 : 国 土 地 理 院 : 県 別 郵 便 局 データ 件 数 表
http://www.kokudo.or.jp/database/sub/sub09.htm>
c. 銀 行 国 内 総 数 : 約 1,410 箇 所 (= 想 定 約 30 銀 行 / 県 ×47 県 )
d. 上 記 総 合 計 数 :32,164 箇 所
上 記 の 事 業 拠 点 規 模 から、 国 内 の 市 場 規 模 は、 約 240 億 円 / 年 (= 導 入 率 :0.1× 導 入 拠 点 候 補 :
32,164 箇 所 × 代 替 人 員 :1.5 人 / 箇 所 ( 警 備 員 1 人 + 掃 除 係 0.5 人 )× 代 替 人 件 費 :0.0
5 億 円 / 年 人 )と 推 定 する。
2)システム 構 成
上 記 1)に 記 載 した 現 状 作 業 に 対 する、 合 理 化 及 びサービスの 質 の 改 善 を 図 る 上 で、 図 2.1.5-
1に 提 示 したような、 多 目 的 ビルサービスロボットによるサービス 自 動 化 が 考 えられる。このシステム
の 所 要 作 業 機 能 及 びそれらを 実 現 するための 所 要 要 素 技 術 を 下 記 に 記 載 する。
1 所 要 作 業 機 能
a. 受 付 ・ 案 内 誘 導
b. 挙 動 不 審 者 の 排 除
c. 来 訪 者 の 要 件 の 確 認 及 び 対 応 窓 口 への 誘 導
d. 外 国 人 向 け 多 国 籍 言 語 対 応 受 付 / 対 応 窓 口 での 翻 訳 サービス
e. 来 訪 者 の 事 前 手 続 き 書 面 記 載 の 補 助
f. 接 客 (お 茶 出 し、 情 報 提 供 PR・ 商 品 勧 誘 )
g. 子 供 の 相 手 (アミューズメントサービス)
h. 夜 間 巡 回 警 備
i. 建 屋 内 共 通 スペースの 夜 間 清 掃 作 業
j. 分 別 ゴミ 箱 の 廊 下 配 置 位 置 ・ 集 中 ゴミ 処 理 施 設 間 の 往 復 搬 送 作 業
2 所 要 要 素 技 術
a. 情 報 管 理 機 能 :
・セキュリティー 情 報 管 理 、 非 常 時 連 絡 網 サーバーとの 連 動 、 手 続 き 書 面 作 製
b. 自 律 移 動 :
・ 搭 載 走 行 環 境 センサ 情 報 に 基 づく 移 動 位 置 推 定 及 び 障 害 物 回 避
・インフラ 活 用 位 置 同 定 / 走 行 環 境 認 識
・エレベータ 連 携 による 他 階 移 動 、 自 動 扉 との 連 動 による 各 部 屋 間 移 動
c. 音 声 対 話 :
・ 遠 隔 音 声 認 識 / 多 国 籍 言 語 音 声 対 話 機 能 (キーワードスポット 認 識 )
・ 情 報 サービスサーバーのバックアップによる 対 話 コンテンツ 制 御
・ 受 付 対 応 、 警 備 対 応 専 門 部 署 との 連 絡 応 対
d. 人 物 状 態 監 視 天 井 カメラ:
・ 天 井 カメラによる 複 数 人 物 の 動 線 識 別 、 不 審 動 作 識 別
e. 個 人 認 証 :
・ICタグカード、パスワード、 顔 / 網 膜 / 指 静 脈 / 声 紋 / 指 紋 認 証
f. 夜 間 警 備 探 査 機 能 :
・ 不 審 者 ( 動 体 識 別 )
・ 異 常 状 態 ( 異 常 音 、 煙 発 生 、 火 災 発 生 、 水 漏 れ、ガス 漏 れなど)
・ 建 屋 設 備 のメンテ 異 常 ( 蛍 光 灯 の 切 れかけ、 無 線 端 末 の 故 障 など)
g. 清 掃 機 能 :
・ 床 面 掃 除 アタッチメントを 装 着 し 真 空 吸 引 、 水 拭 き 掃 除
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h. 自 動 充 電 機 能 もしくは 自 動 電 池 交 換 機 能 :
3) 知 能 化 技 術
2)に 記 載 したシステムの 実 現 に 必 要 な、 情 報 構 造 化 環 境 の 知 能 化 要 素 を 下 記 に 記 載 する。
1 情 報 サービスサーバー/データベース
a. 受 付 業 務 情 報 処 理 支 援 サーバー
音 声 対 話 知 能 、 個 人 認 証 バックアップ、 事 務 手 続 き 手 順 策 定 、 受 付 業 務 係 りとの 事 務 処 理 連 携 支 援 、
PR 情 報 コンテンツ 提 供 、アミューズメントコンテンツ 提 供
b.セキュリティー 情 報 管 理 、 非 常 時 連 絡 網 サーバー
夜 間 監 視 緊 急 連 絡 網 、 地 図 、 人 の 所 在 位 置 、 部 署 位 置 などの 移 動 環 境 データベースなど、これらの 要
素 は、サービスロボットの 作 業 コンテンツの 質 そのものに 係 わる。ハード 構 成 としては 一 般 のPCの 構
成 となるが、サーバーに 繋 がる 社 内 / 外 データベース、コンテンツ 供 給 を 行 う 専 門 組 織 のサービスがど
こまで 実 用 的 かつ 有 用 なものになるかが 鍵 。
2 建 屋 設 備 との 作 業 連 携 インタフェース
a.エレベータ 連 動 操 作 インタフェース
b. 自 動 扉 連 動 操 作 インタフェース
c.ゴミ 集 中 集 積 設 備 インタフェース
a、bについては、ロボットの 自 動 建 屋 内 移 動 には 必 須 の 条 件 。
エレベータの 統 合 管 理 システムのような 組 織 的 な 制 御 インフラがある 場 合 は、 制 御 ソフトの 改 訂 、 小
規 模 ビルや 自 動 ドアのような、 個 別 操 作 システムで、 既 存 インタフェースが 存 在 しない 場 合 については、
新 規 増 設 に 負 担 が 少 ないハードシステムの 供 給 が 課 題 となる。また、ロボット・ 建 屋 システム 間 の 操 作
通 信 プロトコルの 標 準 化 が 課 題 である。
cのような 専 門 作 業 のインタフェースについては、 人 との 共 存 作 業 の 枠 をある 程 度 外 し、ロボット 対
応 専 用 の 設 備 を 設 けることになると 考 える。ただし、 種 々のロボット 間 での 運 用 で 共 通 化 を 図 ることが
望 ましい。
3ロボット 位 置 同 定 手 段
ロボットの 移 動 位 置 同 定 に 関 しては、SLAM 等 ロボット 自 身 が 環 境 形 状 から 自 己 位 置 を 判 断 する 技
術 開 発 が 進 展 すると 考 えられる。 実 用 的 には、これらの 移 動 制 御 技 術 をよりロバストにするために、 床
面 に 絶 対 位 置 同 定 及 びそのロケーションの 意 味 ・ 属 性 の 情 報 を 提 供 するICタグ 等 のインフラの 活 用 が
必 要 となると 考 えられる。
4 個 人 認 証 手 段
個 人 を 特 定 したサービスや、セキュリティー 管 理 のために、ICタグカード、パスワード、 顔 認 証 、
網 膜 認 証 、 指 静 脈 認 証 、 声 紋 認 証 、 指 紋 認 証 のようなデバイスが 必 要 となる。 技 術 としては、 既 存 製 品
のロボット 搭 載 で 済 む 物 が 多 い。 顔 認 証 、 声 紋 認 証 は、 個 人 特 定 の 信 頼 性 を 上 げるための 技 術 開 発 がさ
らに 必 要 である。
5 人 物 状 態 監 視 天 井 カメラ
天 井 カメラにより 複 数 人 物 の 動 線 を 認 識 し、ロボットの 障 害 物 回 避 走 行 制 御 、 人 物 追 尾 制 御 、 不 審 者
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の 推 定 を 行 う。 対 象 識 別 に 必 要 な 解 像 度 を 確 保 しつつ 広 範 囲 な 監 視 領 域 を 確 保 するためにはカメラ 員 数
が 増 えシステムコストが 課 題 となる。また、 複 数 の 対 象 物 の 信 頼 性 の 高 い 識 別 、 追 尾 画 像 処 理 も 課 題 で
ある。
6 物 品 識 別 手 段
マニピュレーション 作 業 を 実 施 する 場 合 、ハンドリング 対 象 の 識 別 、 位 置 認 識 が 一 つの 課 題 となり、
個 々の 作 業 対 象 物 に 識 別 用 のICタグを 設 置 しておき、 認 識 信 頼 性 を 確 保 することが 有 効 である。 手 続
き 書 面 のトレイや、 回 収 対 象 のゴミ 箱 等 に 設 置 されることが 想 定 される。
7 自 動 充 電 設 備 、 自 動 電 池 交 換 設 備
ロボット 専 用 のインフラになるが、ロボットの24 時 間 自 立 稼 動 という 条 件 は、 人 間 代 替 作 業 のコス
トパフォーマンス 確 保 のためには 必 須 であり、 信 頼 性 の 高 い 無 人 システムの 確 保 が 必 要 。
(2)オフィス
ここでは、テナントオフィスビルの 玄 関 、 通 路 などの 公 共 空 間 でのRTシステム 活 用 シナリオについ
て 記 載 する。この 事 業 フィールドでの 事 業 者 は、オフィスビルオーナー、 会 社 経 営 者 などである。
(2-1)オフィスシナリオ1
1)シナリオ
1エンドユーザ
オフィスビル 従 業 員 及 び 外 部 訪 問 者
2シナリオ
作 業 シナリオとしては、(1-1)のシナリオと 重 複 する 所 が 多 い。ここでは、オフィスでの 作 業 に
特 化 した、 現 場 でのサービスシーンを 記 載 する。
a. 玄 関 ロビーでの 入 退 出 管 理 作 業
・ 朝 夕 の 出 社 時 間 、 玄 関 ロビーに 守 衛 さんが 立 っており、 社 員 証 を 確 認 しながら、 挨 拶 を 交 わしつつ、
個 人 の 顔 を 特 定 し 入 退 出 管 理 をしている。 時 々、 幹 部 が 顔 パスで 通 るが 容 認 している。
・ 時 間 差 通 勤 が 叫 ばれているが、まだ、 朝 夕 の 人 の 出 入 りはピークとなり、もれなく 人 の 出 入 りを 監 視
するためには、 守 衛 の 員 数 のある 程 度 の 確 保 が 必 要 。
・ 最 近 は、 入 退 出 ゲートを 完 備 する 会 社 が 増 え、 厳 密 に 社 員 証 でゲートにより 入 退 出 管 理 を 行 うが、 設
備 投 資 としては 高 価 。
・ 最 近 は、 凶 悪 テロが 増 えてきており、オフィスへの 不 審 者 の 出 入 り 管 理 のいっそうの 強 化 が 必 要 。
b.ビルテナント、 会 社 部 署 への 新 聞 、 郵 便 物 等 の 危 険 物 検 査 / 配 送 作 業
・ 高 層 テナントビルにオフィスを 持 っているが、 新 聞 や 郵 便 物 は、 地 上 階 の 郵 便 ボックスに 届 けられ、
秘 書 が 定 期 的 に 回 収 しに 行 くが、 毎 日 大 量 の 郵 便 物 が 届 き、 高 層 エレベータの 往 復 も 結 構 大 変 な 作 業
になっている。かといって、 専 門 の 郵 便 係 を 雇 用 するのも 人 件 費 が 高 くて 避 けたい。ビル 側 が、セキ
ュリティーを 保 証 して、 地 上 階 からの 搬 送 を 代 行 してくれたら、ありがたい。
・ 米 国 では、 今 でも 爆 発 物 や 細 菌 封 入 の 郵 便 物 によるテロが 発 生 している。 国 内 でも、 毒 ガステロなど
もあり、テナントユーザに 対 し、 高 信 頼 なセキュリティー 管 理 サービスは 売 りになると 思 われる。 一
方 、 危 険 物 検 査 や 管 理 には、 専 門 家 のスキルが 必 要 であり、 何 とかリーズナブルなコストでサービス
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が 提 供 できないだろうか。
< 提 供 サービス>
以 上 のシナリオで 紹 介 したサービス 業 務 をまとめると 下 記 のようになり、ロボットにより 人 手 作 業 の
代 行 により、 作 業 コスト 削 減 及 びサービス 作 業 の 質 の 向 上 を 図 ることができれば、 事 業 者 の 投 資 動 機 を
喚 起 できる。
・ 入 退 出 管 理
・ 各 階 テナント 別 ・ 部 署 別 郵 便 物 配 送 、 郵 便 物 危 険 物 検 査
3 事 業 者 の 投 資 動 機
事 業 者 のRTシステム 導 入 に 対 する 投 資 動 機 としては、(1-1)の3 項 に 記 載 した 動 機 に 加 え、 次
の 点 が 考 えられる。
・テナントユーザに 対 する 借 用 付 加 価 値 訴 求 (セキュリティーサービスの 強 化 、ビル 内 物 流 サービス、
危 険 物 管 理 など)よるビル 価 値 の 向 上 。
4 事 業 規 模 の 推 定
2003 年 度 の 総 務 省 「 固 定 資 産 の 価 値 等 の 概 要 調 査 」のデータから、 国 内 の 事 務 所 ビルの 総 数 は、
約 1,700,000 棟 と 推 定 される。
ロボットを 導 入 しそうな 企 業 を、 東 証 一 部 上 場 企 業 とした 場 合 、その 総 数 は、1,738 社 (200
7 年 1 月 時 点 、 出 典 :http://www.tse.or.jp/listing/companies/index.html)である。
これらの 各 社 が 平 均 5 棟 のビル 建 屋 を 利 用 しているとした 場 合 、 上 記 した 国 内 事 務 所 ビル 総 棟 数 の 約
0.5%(=1,738×5/1,644、367×100)の 規 模 である。これを 導 入 率 と 仮 定 し、
国 内 の 市 場 規 模 は、 約 1,063 億 円 / 年 (= 導 入 率 :0.005×1,700,000 棟 × 代 替 人 員 :
2.5 人 / 箇 所 ( 警 備 員 2 人 + 掃 除 係 0.5 人 )× 代 替 人 件 費 :0.05 億 円 / 年 人 )と 推 定 する。
2)システム 構 成
(1-1)の2) 及 び 図 2.1.5-1に 提 示 した 多 目 的 ビルサービスロボットの 構 成 と 同 様 。
(1-1)の2)に 述 べた 以 外 に、オフィスシナリオで 要 求 される 所 要 機 能 及 び 所 要 要 素 技 術 を 下 記 に
記 載 する。
1 所 要 作 業 機 能
a. 入 退 出 管 理
b. 各 階 部 署 別 郵 便 物 配 送
c. 郵 便 物 危 険 物 検 査
2 所 要 要 素 技 術
a. 個 人 認 証 技 術 :(1-1)2) 記 載 と 同 様
b. 軽 量 物 ハンドリング 機 能 : 手 続 き 書 面 、 新 聞 / 郵 便 物 など
c. 搬 送 機 能 : 搬 送 アタッチメントを 装 着 し 新 聞 / 郵 便 物 を 仕 分 け 搬 送
d. 危 険 物 検 査 機 能 : 爆 発 物 、 薬 物 、 細 菌 など
3) 知 能 化 技 術
2)に 記 載 のシステム 構 成 に 要 する 要 素 技 術 はロボット 単 体 に 搭 載 する 技 術 であり、 情 報 構 造 化 環 境
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の 知 能 化 要 素 は、(1-1)3) 記 載 の 内 容 と 同 様 。
外 部 サービス 組 織 :
セキュリティーサービス、コンテンツ 供 給 サービス、 多 言 語 翻 訳 サービスなど
ビル 内 情 報 サービスサーバー:
・ 受 付 業 務 情 報 処 理 支 援 サーバー: 多 言 語 音 声 対 話 知 能 、 個 人 認 証 、PR 情 報 コンテンツなど
・セキュリティー 情 報 管 理 ・ 非 常 時 連 絡 網 サーバー: 夜 間 監 視 緊 急 連 絡 網 など
人 物 状 態 監 視 天 井 カメラ:
人 流 監 視 、 不 審 者 監 視
対 象 物 識 別
ICタグ
個 人 認 証
ICタグカード
多 目 的
サービスロボット: 案
内 作 業
位 置 指 標
ICタグ
多 目 的
サービスロボット: 受
付 作 業
受 付 ・ 案 内 作 業 のイメージ
多 目 的
サービスロボット: 夜
間 警 備 作 業
人 物 状 態 監 視 天 井 カメラ:
人 流 監 視 、 不 審 者 監 視
エレベータ・ 自 動 ドア/
インターフェース
作 業 拡 張 ユニット: 掃 除 、ゴミ 箱 搬 送
位 置 指 標 ICタグ
夜 間 警 備 ・ 清 掃 作 業 のイメージ
図 2.1.5-1 多 目 的 ビルサービスロボットの 運 用 イメージ
44

2.1.6 公 共 空 間 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
(1) 駅 ・ 空 港
まず、 旅 行 に 出 かける 高 齢 者 夫 婦 、 外 国 人 ツーリストの 二 つシナリオを 設 定 した。 高 齢 者 の 案 内 や 外
国 語 による 会 話 などのニーズが 高 く、ロボットの 形 態 としては、インフォーメーションロボット、コン
シェルジェロボット、 自 律 移 動 カートなどが 考 えられる。 環 境 構 造 化 によって 下 記 の 情 報 がロボットに
提 供 されることが 必 要 となる。
・チケット 予 約 システムからの 情 報
・ 運 行 情 報 システムからの 情 報
・ 手 荷 物 情 報 システムからの 情 報
・ 構 内 の 店 舗 情 報
・ 乗 換 えのための 交 通 情 報
・ 周 辺 の 観 光 情 報 、 宿 泊 施 設 の 情 報
・ 外 国 語 翻 訳 サービス
環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 に 関 しては、 分 散 配 置 されたセンサ 情 報 や 各 種 リーダからの 情 報 な
らびにその 履 歴 を 解 析 し、
・ 施 設 内 の 全 体 状 況 を 認 識 する 知 能 化 技 術
・ 特 定 個 人 に 対 する 適 切 なサービス 内 容 を 時 々 刻 々 推 定 する 知 能 化 技 術
を 開 発 する 必 要 がある。
図 2.1.6-1に、 駅 ・ 空 港 用 ロボットのための 環 境 情 報 構 造 化 システムの 構 成 を 示 す。
インターネット
イントラネット
情 報 サービスシステム
構 内 店 舗 情 報
コールセンタ
業 務 システム
チケット 予 約 システム
乗 換 交 通 情 報
運 行 情 報 システム
観 光 地 ・ 宿 泊 情 報
手 荷 物 情 報 システム
翻 訳 サービス
チケット
電 子 タグ
ICカード
ロボット(+ 各 種 リーダ)
構 内 インフラ
各 種 リーダ
カメラ 等 センサ
屋 内 GPS
図 2.1.6-1 駅 ・ 空 港 用 ロボットのための 環 境 情 報 構 造 化 システムの 構 成
(2) 図 書 館 ・ 美 術 館 ・ 科 学 館 ・ 博 物 館
図 書 館 ・ 美 術 館 ・ 科 学 館 ・ 博 物 館 などの 公 共 空 間 でのRT 導 入 の 可 能 性 について 検 討 を 行 ったが、そ
れぞれニーズが 若 干 異 なることが 明 らかになった。そこで 個 々について 述 べる。
まず、 科 学 館 に 関 しては、 見 学 者 ・スタッフなどのエンドユーザ、オーナー・ 経 営 者 などの 事 業 者 を
想 定 できる。ここでのシナリオにおいて 提 案 可 能 なRTサービスは、 展 示 物 演 出 システム、 展 示 ガイド
ロボット、 場 内 移 動 ビークル、 記 念 写 真 撮 影 サービス、パトロール 案 内 ロボット、バックヤード 支 援 、
45

清 掃 ロボット、 入 館 システム 管 理 、 受 付 ロボットなどである。 美 術 館 ・ 博 物 館 に 関 しても、 上 記 科 学 館
のシステムが 利 用 可 能 であるが、それに 加 えて、RT 天 井 システム( 図 2.1.6-2 参 照 )、 展 示 案
内 RTビークルなどが 考 えられる。シナリオとしては、 美 術 館 スタッフをエンドユーザとしたシナリオ
と、 美 術 鑑 賞 が 好 きな 高 齢 者 をエンドユーザとしたシナリオを 設 定 した。ここでは、 調 光 ロボットシス
テムを 利 用 した 展 示 品 の 設 置 、 演 出 、ロボットカー 案 内 システムを 利 用 した 鑑 賞 などが 考 えられる。
また、 図 書 館 に 関 しては、 利 用 者 ・フタッフなどのエンドユーザ、 行 政 機 関 ・ 各 自 治 体 ・ 教 育 機 関 な
どの 事 業 者 を 想 定 できる。ここでは、 来 館 者 への 積 極 的 な 情 報 提 示 、 新 刊 図 書 の 整 理 の 自 動 化 、 閲 覧 室
監 視 &パトロールロボットシステムなどのRTサービスが 考 えられる。 図 書 館 職 員 をエンドユーザとし
たシナリオなどについて 検 討 した。
以 上 のシナリオ 検 討 の 結 果 、 情 報 構 造 化 環 境 の 統 合 化 としては、 無 線 LAN 環 境 、 無 線 IDタグ 技 術 、
室 内 マップ 取 り 込 み、 経 路 の 最 適 化 、 自 動 経 路 生 成 、 自 己 位 置 修 正 、 移 動 ロボット 群 制 御 、 生 体 モニタ
リングセンサ、 高 出 力 充 電 池 、 急 速 充 電 技 術 、 乗 り 心 地 の 人 間 工 学 、 搭 乗 可 能 な 電 動 小 型 自 動 走 行 車 な
どが 挙 げられた。
天 井
照 明
カメラ
RFID 受 信 機
手 元 で 交 換 可 能
リモコン
図 2.1.6-2 RT 天 井 システムの 概 念
(3) 商 業 空 間
商 業 空 間 として、 大 型 商 業 施 設 を 対 象 として、シナリオを 作 成 した。ユーザは、 都 市 部 再 開 発 のデベ
ロッパーである。 近 年 、 商 業 施 設 では、 日 用 品 からファッション、 飲 食 店 に 加 え 娯 楽 施 設 ( 映 画 館 )な
どを 併 設 し、またこれらに 加 え、スポーツジムのような 会 員 制 の 施 設 の 併 設 による 固 定 客 の 確 保 、 健 康
増 進 に 関 する 施 設 を 併 設 するなどの 取 り 組 みが 行 われており、 店 舗 情 報 を 細 かに 提 供 するディスプレイ
型 情 報 提 供 が 行 われている。 今 後 以 下 のようなサービスが、 大 型 商 業 施 設 の 魅 力 向 上 の 上 で 重 要 である
との 調 査 結 果 が 出 た。
・ 情 報 端 末 ( 携 帯 電 話 )の 利 用 による 情 報 提 供
・ 近 隣 住 民 への 商 品 配 達 サービス
・ 来 客 者 の 落 ち 着 ける 空 間 つくりによる 滞 留 時 間 の 維 持
システムの 構 成 としては、(1) 顧 客 に 対 応 した 情 報 提 供 ツールの 開 発 と、(2)バックヤード 作 業 と
しての 搬 送 作 業 代 替 装 置 ( 周 辺 住 民 向 けを 意 識 した)が 考 えられ、そこでは 以 下 のようなRTシステム
の 導 入 が 考 えられる。
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・ 施 設 内 部 への 顧 客 の 情 報 を 収 集 できるカメラシステム
・ 特 定 顧 客 の 持 つタグに 対 応 するタグリーダによる 顧 客 のトラッキングシステム
・ 情 報 提 供 および 案 内 をする 移 動 ロボットシステム
・ 移 動 ロボットの 状 況 を 管 理 する 環 境 側 の 管 理 システム
・ 顧 客 の 動 向 にあわせて 提 示 する 移 動 可 能 な 表 示 システム
・ 店 舗 / 管 理 室 からの 情 報 提 供 システム
・ 屋 内 外 をシームレスで 移 動 可 能 な 移 動 ロボットシステム
・バックヤードなどでは、 環 境 側 のガイドによる 高 速 移 動 の 補 助 機 能
・ 屋 外 では、 移 動 の 補 助 のための 環 境 側 へのガイド 機 能
・ 台 車 搬 送 機 能 による 汎 用 的 な 移 動 ロボットシステム
・ 屋 内 では、 移 動 を 補 助 する 安 価 な 屋 内 GPSシステム
環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 としては、 以 下 の 開 発 が 必 要 となる。
1 屋 内 外 シームレス 搬 送 を 実 現 するためのガイド 情 報 の 提 供
・ 安 価 な 屋 内 GPSシステムの 構 築
・ 屋 外 での 地 図 情 報 提 供 とGPSとの 連 携 システム
・ 適 宜 、 事 故 位 置 補 正 をするためのガイド 情 報 適 用 システム
2 人 の 中 にはいっていく 移 動 ロボット 技 術 の 開 発
・ 人 の 中 での 安 全 性 確 保 のための 環 境 からの 監 視 技 術
ロボットの 周 辺 の 人 の 状 況 をマクロに 監 視 、 許 容 動 作 速 度 などを 管 理 、ロボット 側 では、 周 辺 の 局 所
情 報 に 基 づく 行 動 修 正 機 能
図 2.1.6-3に、 商 業 空 間 での 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技 術 開 発 に 基 づくサービス 提 供 のイメージを
示 す。
大 型 商 業 施 設 (ららぽーと 柏 の 葉 )
情 報 提 供 サービス
柏 の 葉 キャンパス 駅
柏 の 葉 開 発 計 画
搬 送 サービス
(4) 官 庁 ・オフィス
図 2.1.6-3 公 共 空 間 における 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技 術 開 発 に 基 づく
サービス 提 供 のイメージ
官 庁 に 関 しては、 役 所 、 警 察 署 、 郵 便 局 、 銀 行 などの 官 庁 関 連 の 公 共 空 間 を 対 象 としたシナリオを 作
成 した。エンドユーザは 市 民 利 用 者 、 事 業 者 は、 国 、 地 方 自 治 体 、 銀 行 経 営 者 などである。
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ここでは、
1 来 訪 者 の 要 件 の 確 認 及 び 対 応 窓 口 への 誘 導 、
2 事 前 手 続 き 書 面 記 載 の 補 助 、
3 外 国 人 向 け 外 国 語 対 応 受 付 、 対 応 窓 口 での 翻 訳 サービス、
4 目 、 耳 の 不 自 由 な 方 への 応 対
5 目 的 外 来 訪 者 (ビルを 間 違 えた 人 、トイレ 借 用 の 人 など)への 応 対
6 情 報 提 供 :PR 情 報 、ビル 近 隣 場 所 の 道 案 内 、バス 時 刻 表 の 提 示 、 災 害 時 の 避 難 支 援 など
7 車 の 手 配 :タクシーの 呼 び 出 し
8 案 内 誘 導 : 対 応 部 署 への 誘 導 、トイレへの 誘 導 など
9 挙 動 不 審 者 の 排 除
10 夜 間 警 備 、 夜 間 清 掃 、ゴミ 処 理
などのサービスの 提 供 が 考 えられる。 受 付 ロビーでの 受 付 ・ 窓 口 案 内 、セキュリティサービス、ビル 公
共 通 路 の 夜 間 警 備 / 夜 間 清 掃 /ゴミ 処 理 作 業 などでの 作 業 シナリオについて 検 討 を 行 った。
また、オフィスに 関 しては、テナントオフィスビルの 玄 関 、 通 路 などの 公 共 空 間 を 対 象 としたシナリ
オを 作 成 した。エンドユーザはオフィスビル 従 業 員 及 び 外 部 訪 問 者 、 事 業 者 は、オフィスビルオーナー、
会 社 経 営 者 などである。
1 入 退 出 管 理
2 通 常 受 付 ・ 取 継 業 務 ( 多 国 籍 言 語 対 応 )
3 各 階 テナント 別 ・ 部 署 別 郵 便 物 配 送 、 郵 便 物 危 険 物 検 査
などのサービス 提 供 が 考 えられる。 玄 関 ロビー/ 入 退 出 管 理 作 業 、 玄 関 ロビー/ 出 迎 え/ 受 付 / 案 内 /
不 審 者 排 除 作 業 、 公 共 通 路 の 夜 間 警 備 / 夜 間 清 掃 /ゴミ 処 理 作 業 、ビルテナント、 会 社 部 署 への 新 聞 、
郵 便 物 等 の 危 険 物 検 査 / 配 送 作 業 などでの 作 業 シナリオの 検 討 を 行 った。
以 上 のシナリオについて 分 析 し、 多 目 的 ビルサービスロボットの 所 要 作 業 機 能 及 びそれらを 実 現 する
ための 所 要 要 素 技 術 を 明 らかにするとともに、 情 報 構 造 化 環 境 の 知 能 化 要 素 の 抽 出 を 行 った。 抽 出 結 果
を 以 下 に 示 す。
1) 情 報 サービスサーバー/データベース
1 受 付 業 務 情 報 処 理 支 援 サーバー
音 声 対 話 知 能 、 個 人 認 証 バックアップ、 事 務 手 続 き 手 順 策 定 、 受 付 業 務 係 りとの 事 務 処 理 連 携 支 援 、
PR 情 報 コンテンツ 提 供 、アミューズメントコンテンツ 提 供
2セキュリティ 情 報 管 理 、 非 常 時 連 絡 網 サーバー
夜 間 監 視 緊 急 連 絡 網 、 地 図 、 人 の 所 在 位 置 、 部 署 位 置 などの 移 動 環 境 データベースなど
2) 建 屋 設 備 との 作 業 連 携 インタフェース
1エレベータ 連 動 操 作 インタフェース
2エスカレータ 連 動 操 作 インタフェース
3 自 動 扉 連 動 操 作 インタフェース
4ゴミ 集 中 集 積 設 備 インタフェース
3)ロボット 位 置 同 定 手 段
1 廊 下 床 面 位 置 / 属 性 同 定 RFID
2 無 線 LAN 位 置 同 定 システム
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4) 個 人 認 証 手 段
RFIDカード、パスワード、 顔 認 証 、 網 膜 認 証 、 指 静 脈 認 証 、 声 紋 認 証 、 指 紋 認 証
5) 人 物 状 態 監 視
1 天 井 カメラによる 複 数 人 物 の 動 線 識 別 、 不 審 動 作 識 別
2ロボット 周 辺 、セキュリティゲート 周 辺 の 人 の 流 線 を 逐 次 監 視 しており、ロボットの 人 物 トレースを
支 援 。つれ 入 り、 不 審 行 動 などを 動 線 から 推 定 。
6) 物 品 識 別 手 段
1 搬 送 /ハンドリング 対 象 識 別 RFID( 湯 飲 み、 手 続 き 書 面 などの 搬 送 対 象 )
2ゴミ 箱 識 別 RFID
3 分 別 ゴミ 箱 識 別 RFID
4 新 聞 、 郵 便 物 受 けの 宛 先 識 別 RFID
7)ゴミ 廃 棄 支 援 環 境
ゴミ 箱 回 収 / 分 別 廃 棄 設 備
8) 危 険 物 検 査 デバイス
爆 発 物 、 薬 物 、 細 菌 など
9) 自 動 充 電 設 備 、 自 動 電 池 交 換 設 備
以 上 、 公 共 空 間 におけるRTの 導 入 、RTによるサービスの 提 供 を 考 えた 場 合 、 多 様 なニーズがある
ことが 明 らかになった。ニーズや 環 境 条 件 に 応 じて、どのような 環 境 構 造 化 を 行 うべきかが 異 なってく
るものの、 基 本 的 には、ロボット 単 体 の 知 能 化 や、それを 構 成 する 要 素 の 知 能 化 だけでは、 実 用 化 シス
テムを 構 成 することが 困 難 であることがより 明 確 となった。カメラ、レンジセンサ、GPS、 屋 内 GP
S、RFID、その 他 様 々なセンサシステムや、センサノードとセンサネットワーク、 有 線 / 無 線 のネ
ットワークなどを 環 境 に 設 置 することによって 構 造 化 し、 知 識 を 知 能 モジュールに 分 散 化 し、 状 況 に 応
じて、 知 能 化 された 環 境 とロボットとを 動 的 に 組 織 化 し、 適 応 的 に 動 作 することを 可 能 にする 技 術 開 発
を 行 う 必 要 がある。
また、 人 とロボットとを 共 存 させるための 知 能 化 技 術 開 発 が 本 質 的 となる。これにおいても、サービ
スRTの 実 用 化 を 考 えると、ロバスト 性 、 安 全 性 、 適 応 性 、コストの 観 点 から、 知 能 化 された 環 境 が 人
の 属 性 や 行 動 を 把 握 し、それに 基 づきロボットを 動 作 させたり、ロボットが 人 を 認 識 して、 知 能 化 され
た 環 境 が 情 報 を 提 示 することを 可 能 にする 必 要 がある。
2.1.7 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術
各 公 共 空 間 におけるシステム 構 成 と 技 術 項 目 について 表 2.1.7-1にまとめる。
これらから、 公 共 空 間 における 実 用 化 サービスRTの 導 入 を 図 るには、 以 下 の 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技
術 を 開 発 する 必 要 があることが 明 らかになった。
・ 屋 内 GPS( 用 途 : 移 動 体 の 位 置 計 測 )
・RFID( 用 途 : 人 の 認 識 、 認 証 、モノの 認 識 、 等 )
・センサノード( 視 覚 機 能 を 内 蔵 したものを 含 む)( 用 途 : 人 の 認 識 、 行 動 計 測 など)
・ 可 動 プロジェクタ( 用 途 : 動 的 な 情 報 提 示 ) 等
また、 上 記 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 と 連 携 させることで、 以 下 の 知 能 化 技 術 を 開 発 することが 必 要 であろ
49

う( 単 体 の 知 能 化 だけでは 実 用 化 システム 開 発 は 困 難 )。
・ 移 動 ( 搬 送 を 含 む)( 人 のいる 環 境 で、 安 全 に 移 動 、 搬 送 する 技 術 )
・ 情 報 提 示 ・コミュニケーション( 人 が 求 める 情 報 を 適 切 に 提 供 する)
・マニピュレーション(モノのハンドリング)
人 の 案 内 、 人 の 搬 送 、 情 報 提 示 、モノの 搬 送 をはじめとする、さまざまなサービスをロバストに 提 供
することが 可 能 になると 考 える。
表 2.1.7-1 各 公 共 空 間 におけるシステム 構 成 と 技 術 項 目
公 共 空 間 システム 構 成 知 能 化 技 術
駅 環 境 からの 情 報 支 援
・ チケット 予 約 システムからの 情 報
・ 運 行 情 報 システムからの 情 報
・ 手 荷 物 情 報 システムからの 情 報
・ センサネットワークによる 人 の 行 動 認 識
・ 構 内 地 図 情 報 (ホーム, 店 舗 情 報 など) ・ チケット 情 報 を 活 用 した 対 話 技 術
・ 周 辺 の 観 光 情 報 , 宿 泊 施 設 の 情 報 ・ 屋 内 GPS と 視 覚 船 さを 連 動 させた 走 行 ナビ
・ 外 国 語 翻 訳 サービスロボット
ゲーション 技 術
・ 構 内 ネットワークを 通 して 業 務 システム, 構
内 インフラと 接 続
・ 広 域 ネットワークを 通 して 外 部 サービスプロ
バイダの 情 報 活 用
空 港 駅 と 同 様 .ただし,
外 国 語 を 用 いたサービス 機 能 の 強 化
駅 と 同 様
科 学 館 1
入 館 管 理
・ 無 線 タグ 内 臓 の 入 館 カード
・ 館 内 にタグリーダ
・ 入 場 者 限 定 展 示 室 の 予 約 ,チェックイン
・ 傘 の 認 識
・ 動 線 計 測
ロボット
・ アクティブ 無 線 タグ
・ インフラを 利 用 した 自 己 位 置 同 定 , 補 正
・ 予 約 受 付 端 末 機 能
・ 巡 回 監 視 , 道 案 内
・ 室 内 地 図 自 動 作 成
・ 障 害 物 回 避
・ 衝 突 予 測 , 回 避
・ 経 路 の 最 適 化
・ 自 動 経 路 生 成
・ 自 己 位 置 修 正
・ 移 動 ロボット 群 制 御
< 必 要 な 要 素 技 術 >
・ 高 出 力 充 電 池
・ 急 速 充 電 技 術
・ 無 線 LAN 環 境
・ 無 線 ID タグ 技 術
・ 音 声 合 成 技 術
科 学 館 2
受 付 ロボット
・ 案 内 業 務 補 助
・ ツアー 外 ,フリー 客 の 案 内
・ 問 い 合 わせ 対 応
・ 館 内 設 備 への 誘 導
・ アテンダントの 顔 認 識 と 挨 拶
・ 子 供 の 相 手
・ VIP の 認 識 と 挨 拶
・ 音 声 合 成
・ 多 言 語 自 動 対 応
・ 音 声 認 識 技 術
・ 顔 認 識 技 術
・ 動 作 認 識 技 術
・ 音 声 自 動 対 話 技 術
< 必 要 な 要 素 技 術 >
・ ロボットシステムアップ 技 術
・ コンテンツ 開 発 インタフェース
・ 簡 易 操 作 インタフェース
・ 音 声 合 成 技 術
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美 術 館
博 物 館
図 書 館
・RT 天 井 システム
・ 展 示 案 内 RT ビークル
閲 覧 室 監 視 &パトロールロボットシステム
来 館 者 への 積 極 的 な 情 報 提 示
新 刊 図 書 の 整 理 の 自 動 化
RT 天 井 システム
・ 照 明 度 調 整 の 自 動 化
・ 音 響 設 備 配 置 の 自 動 化
・ プロジェクション 装 置 配 置 の 自 動 化
・ 動 線 計 測 の 自 動 化
・ 人 の 誘 導 の 自 動 化
< 必 要 な 要 素 技 術 >
・ 無 線 LAN 環 境
・ 無 線 ID タグ 技 術
・ 3 自 由 度 メカニズムのユニット 化
・ コントローラのコンパクト 化 およびユニット 化
・ ネットワーク 技 術
展 示 案 内 RT ビークル
・ 移 動 ロボット 群 制 御
・ 自 己 位 置 修 正
・ 室 内 マップ 自 動 作 成 ・ 修 正
・ 経 路 の 最 適 化
・ 自 動 経 路 生 成
・ 衝 突 回 避
・ 障 害 物 回 避
< 必 要 な 要 素 技 術 >
・ 無 線 LAN 環 境
・ 無 線 ID タグ 技 術
・ 高 出 力 充 電 池
・ 急 速 充 電 技 術
・ 乗 り 心 地 の 人 間 工 学 を 反 映 した 走 行 制 御
・ 搭 乗 可 能 な 電 動 小 型 自 動 走 行 車 証 実 験 ,
信 頼 性 向 上 , 安 全 性 確 認
・ 室 内 マップ 自 動 生 成 , 自 動 更 新
・ 移 動 経 路 の 最 適 化
・ 自 動 経 路 生 成
・ 自 己 位 置 修 正
・ 画 像 センシング 技 術
・ 動 作 認 識 技 術
< 必 要 な 要 素 技 術 >
・ 無 線 LAN 環 境
・ 無 線 ID タグ 技 術
・ 音 声 合 成 技 術
・ ID タグリーダの 高 速 , 軽 量 化
・ 高 出 力 充 電 池
・ 急 速 充 電 技 術
51

大 型 商 業 施
設
官 庁
オフィス
顧 客 対 応 情 報 提 供 ツール
・ 顧 客 情 報 収 集 カメラシステム
・ 特 定 顧 客 IDタグトラッキング
・ 情 報 提 供 , 案 内 移 動 ロボット
・ 移 動 ロボット 管 理 システム( 環 境 )
・ 顧 客 動 作 対 応 動 的 情 報 提 示 システム
・ 店 舗 / 管 理 室 からの 情 報 提 供 システム
バックヤード 作 業 としての 搬 送 作 業 代 替 装 置
・ 屋 内 外 をシームレスで 移 動 可 能 なロボットシ
ステム
・ 屋 内 外 における 環 境 側 ガイドによる 高 速 移
動 補 助 機 能
・ 台 車 搬 送 用 汎 用 移 動 ロボットシステム
・ 安 価 な 屋 内 GPS
・ 情 報 管 理 機 能
・ 自 律 移 動
・ 音 声 対 話
・ 人 物 状 態 監 視 カメラ
・ 個 人 認 証
・ 夜 間 警 備 探 査 機 能
・ 清 掃 機 能
官 庁 と 同 様
・ 入 退 室 管 理
・ 各 階 部 署 別 郵 便 物 配 送
・ 郵 便 物 危 険 物 検 査
要 素 技 術
・ 個 人 認 証
・ 軽 量 物 ハンドリング
・ 搬 送 機 能
・ 危 険 物 検 査 機 能
・ 安 価 な 屋 内 GPS
・ 屋 外 地 図 情 報 と GPS の 連 携
・ 自 己 位 置 補 正
・ 安 全 性 確 保 のための 監 視 技 術 (ロボット,
人 )
・ ロボットの 行 動 修 正
・ 人 の 動 作 認 識 に 基 づく 適 応 的 情 報 提 示
・ 大 容 量 通 信
・ アドホック 接 続
・ 受 付 業 務 情 報 処 理 支 援 サーバ
・ セキュリティ 情 報 管 理 , 非 常 時 連 絡 網 サー
バ
・ エレベータ 連 動 操 作 インタフェース
・ 自 動 扉 連 動 操 作 インタフェース
・ ゴミ 集 中 集 積 設 備 インタフェース
・ ロボット 位 置 同 定 手 段
・ 個 人 認 証 手 段
・ 人 物 状 態 監 視 天 井 カメラ
・ 物 品 識 別 手 段
・ 自 動 充 電 設 備 , 自 動 電 池 交 換 設 備
官 庁 と 同 様
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2.2 住 宅 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想
2.2.1 住 宅 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴
物 に 関 する 情 報
特 に 位 置 情 報 , 精
度 保 証 された 空 間
フレーム 変 化 , 注
視 ,インタラクティ
ブな 目 的 変 更
状 況 履 歴 依 存 性
状 況 = 「ヒト」,
「モノ」, 「コト」の
時 空 履 歴
境 界 , 評 価 基 準 の
ダイナミックな 変 化
作 業 , 行 動 に 関 する
知 識 は 位 置 情 報 保
証 をもとに 記 述
(シナリオに 基 づく)
位 置 を 媒 介 としたモノ
( 人 工 物 )に 関 する 座 標
系 基 準 の 記 述
( 関 係 性 は 隠 蔽 )
状 況 における
「ヒト」, 「モノ」, 「コト」
の 相 互 作 用
固 定 意 図 の 下 のアプリ
オリな 状 況 設 定
(フレーム 設 定 可 能 )
(a) 実 用 化 されている 構 造 化 手 法
関 係 性 のダイナ
ミックな 変 化
(b) RT による 人 の 支 援 における 問 題
図 2.2.1-1 モデルベース 知 能 化 手 法 の 問 題
図 2.2.1-1に 示 すように、これまで 工 場 などの 閉 鎖 された 環 境 において、 専 門 技 術 者 達 によっ
てコントロールされ 利 用 されるロボットについては、 商 品 の 生 産 性 を 向 上 させ 高 品 質 な 物 を 作 り 上 げる
ことに 成 功 している。これに 対 し、 近 年 、 家 庭 用 ロボットや 公 共 施 設 におけるサービスロボットなど、
一 般 の 人 を 対 象 としたロボットが 提 案 ・ 開 発 されている。しかしながら、エンターテイメント 分 野 でい
くつかの 成 功 例 をあげるのみで、 実 験 レベルをでていないのが 現 状 である。 工 業 用 ロボットは 固 定 環 境
の 中 で 作 業 を 行 うため、 決 められたタスクを 決 められた 位 置 で 行 うだけで 良 かった。 人 間 と 共 生 するロ
ボットは 刻 一 刻 と 変 化 する、 環 境 の 情 報 を 認 識 し 適 切 にサービスを 提 供 しなければならない。また、こ
れまでのロボット 研 究 はロボット 一 個 体 にプログラムを 入 れ 高 知 能 化 、 高 機 能 化 を 目 指 してきた。しか
しながら 環 境 に 合 わせた 事 前 設 計 は 難 しく、 環 境 の 変 化 に 対 応 することもまた 困 難 であった。
状 況 における「ヒト」、「モノ」、「コト」の 相 互 作 用 に 着 目 し、ユビキタスコンピューティング 技 術 の 進
展 により、 環 境 に 情 報 を 埋 め 込 み、ロボットと 環 境 が 相 互 に 通 信 することを 前 提 として、 人 ・ロボット・
環 境 の 相 互 作 用 による 機 能 デザインを 実 現 する 新 たなアプローチが 環 境 構 造 化 である。 多 種 ・ 大 量 の 対
象 物 が 存 在 し、 構 造 が 複 雑 である 住 宅 環 境 を 構 造 化 することにより、これまでのロボット 単 体 の 機 能 を
用 いるアプローチとは 異 なり、ロボットと 環 境 の 総 和 として、 環 境 認 識 能 力 ならびに 環 境 マニピュレー
ション 能 力 の 飛 躍 的 な 向 上 を 図 ることができる。このことより、 複 雑 な 住 宅 環 境 において、 機 能 不 全 に
陥 ることなく、ユーザの 役 に 立 つ 機 能 を 果 たすサービスロボットが 実 現 される。
本 分 野 では、 以 下 の 視 点 で、2つの 状 況 を 設 定 し、 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技 術 を 検 討 した。
(1) 高 齢 者 支 援 (エイジフリーな 生 活 空 間 )
(2) 女 性 の 社 会 進 出 支 援 (ジェンダーフリーな 生 活 空 間 インフラ)
単 身 もしくは 夫 婦 で 自 立 した 生 活 を 送 っている 高 齢 者 は、 掃 除 ・ 洗 濯 ・ 料 理 などの 家 事 程 度 はこなす
ことができたとしても、 日 常 生 活 において 些 細 なことに 苦 労 する 場 合 がある。 例 えば、 高 いところにあ
る 棚 の 箱 の 上 げ 下 ろし、 天 井 の 電 灯 の 交 換 、 重 いゴミや 新 聞 紙 などを 外 に 出 す、 電 気 器 具 の 使 い 方 が 分
からない・ 故 障 に 対 処 できない、などである。かつての 大 家 族 の 時 代 であれば、 子 や 孫 に 頼 めば 簡 単 に
片 付 いたような 作 業 であっても、 高 齢 者 には 対 処 が 困 難 なことがある。このような、わざわざ 人 を 呼 び
出 すほどではないが、 何 らかの 困 難 の 伴 う 作 業 を 支 援 するサービスロボットがあれば、 高 齢 者 の 自 立 的
な 生 活 を 支 援 することができる。
このような 状 況 を 想 定 して、 人 の 意 図 を 理 解 し、 指 示 により 作 業 を 代 行 するRTサービス 技 術 が 求 め
られる。すなわち、 日 常 生 活 における、 人 に 頼 むには 気 が 引 ける「ちょっとした 作 業 代 行 」をRTで 代 行
可 能 とするRTサービスフレームワーク、 特 にHRI 技 術 と、エージェント( 代 行 ) 技 術 を 開 発 する。
この 技 術 開 発 により、21 世 紀 ビジョンで 謳 われている、「 健 康 長 寿 80 歳 」を 支 援 する 自 立 環 境 を 提 供
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でき、 主 体 的 に 生 きるためのRT 支 援 環 境 、すなわちエイジフリーな 生 活 空 間 インフラを 構 築 できる。
さらに、「 時 持 ち」に 対 する、スキル 教 授 支 援 などにも 適 用 でき、ひいては、 家 庭 、 社 会 におけるRTに
よる 支 援 空 間 サービスとして 多 くのRTビジネスが 期 待 できる。
一 方 、 少 子 化 と 女 性 の 自 立 により、 現 在 でも 欧 米 のように 女 性 の 積 極 的 な 社 会 進 出 が 期 待 されている。
社 会 をともに 支 える 立 場 からは、 本 来 、 家 事 は 男 女 の 区 別 無 く 協 力 して 行 うべきものであるが、 両 者 共
に 家 事 に 割 ける 時 間 がなく 大 変 な 状 況 となってきた。 家 事 作 業 をロボットが 負 担 することで 生 活 にゆと
りをもたらすことが 可 能 になる。ジェンダーフリーな 社 会 システムとしての 家 事 、 育 児 等 のサポートシ
ステムの 充 実 とともに、RT 技 術 による 積 極 的 な 支 援 が 必 須 となる。すなわち、 共 働 き 家 庭 における、
人 間 的 家 庭 的 関 係 を 損 なうことなく、 安 心 して 社 会 活 動 ができる 環 境 が 必 要 となる。
政 府 によるIT 新 戦 略 の 策 定 が 進 む 中 、 今 後 高 齢 化 ・ 情 報 化 、 女 性 の 社 会 進 出 が 加 速 する 社 会 におい
て、 年 齢 、ジェンダーおよびデジタルデバイドのない、 安 心 ・ 安 全 で 豊 かな 生 活 を 実 現 するためには、
ネットワークを 通 じて 各 種 のセンサ・ 機 器 ・サービス・コンテンツ 結 びつけ、「 安 心 に」「 楽 しく」「 快
適 に」ユーザに 提 供 することのできる「 察 してくれる」「 気 が 利 く」インタフェースが 重 要 になる。
さらに、 近 年 、 地 域 住 民 の 連 帯 感 が 希 薄 になってきており、かつては 住 民 共 同 で 実 施 されていた 防 犯
活 動 や 青 少 年 の 育 成 などが 次 第 に 行 われなくなりつつある。このような 中 、 健 全 な 地 域 社 会 の 維 持 、 安
全 確 保 のための 実 環 境 における 移 動 ・ 運 搬 を 伴 うRTサービス 技 術 も 重 要 である。 少 子 高 齢 化 により、
社 会 維 持 のための 通 学 路 立 ち 番 などの 人 手 確 保 が 困 難 になる 中 、 次 代 を 担 う 子 供 の 見 守 り、 高 齢 者 の 付
き 添 い、 地 域 巡 回 警 備 、 夜 間 帰 宅 時 の 女 性 の 護 衛 、 徘 徊 高 齢 者 の 遠 隔 での 状 況 確 認 など 等 へのRTサー
ビスの 導 入 。 実 世 界 環 境 におけるRT 移 動 技 術 の 実 用 化 は、 集 合 住 宅 、 戸 建 住 宅 、 地 域 の 清 掃 、ごみだ
しサービスへの 展 開 も 期 待 できる。
このように、 環 境 構 造 化 によるRTビルトインサービスインフラの 提 供 により、トータル 社 会 コスト
の 低 減 により、エイジフリー、ジェンダーフリーの 生 活 環 境 が 実 現 できる。
2.2.2 高 齢 者 支 援
(1)80 歳 の 単 身 世 帯 者
1)ユーザの 選 定
大 都 会 T 市 の 西 近 郊 に 位 置 する 衛 星 都 市 A 市 の 住 宅 地 。かつて 宅 地 開 発 がなされ、 分 譲 された 当 初 は
40 代 の 働 き 盛 り 世 代 が 多 かったが、この 世 代 がリタイアして 今 では 老 人 中 心 の 街 に 近 くなっている。
丘 陵 地 帯 を 切 り 拓 いた 宅 地 開 発 であったため、 坂 道 が 多 く 住 居 の 入 り 口 が 階 段 になっている 家 等 も 多 い。
M 氏 は80 歳 、 配 偶 者 ( 以 下 、 連 れ 合 い)には4 年 前 に 病 で 先 立 たれ、 今 は 独 身 生 活 を 送 っている。 一
人 娘 が 居 るが、 嫁 いでT 市 の 東 側 近 郊 、A 市 からは 電 車 でも 車 でも2 時 間 少 しのC 市 に、 夫 (56 歳 )
と 中 学 生 、 高 校 生 の 子 供 (M 氏 にとっては 孫 )2 人 と 住 んでいる。
M 氏 の 家 は、A 市 のほぼ 中 心 部 に 位 置 するA 中 央 駅 から 徒 歩 で20 分 弱 のところにある 二 階 建 て 一 軒
家 である。バスを 利 用 すれば 最 寄 りの 停 留 所 まで 駅 から5 分 であるが、 停 留 所 からは 急 な 上 り 坂 を5 分
近 く 歩 く 必 要 がある。 駅 の 近 くにはアーケード 付 き 商 店 街 やスーパーマーケットがあり、 買 い 物 はここ
でするのが 日 常 である。 自 宅 から 車 で 行 けば10 分 程 のところにショッピングセンターがあり、かつて
は 連 れ 合 いと 一 緒 に 車 で 良 く 利 用 していたのだが、 最 近 は 車 の 運 転 もしなく( 出 来 なく)なり、ほとん
ど 行 かなくなった。
M 氏 はT 市 にある 企 業 を50 代 半 ばで 退 職 の 後 、A 市 の 企 業 で70 歳 まで 勤 務 したが、 既 に 退 職 して
10 年 になる。 年 金 と 貯 蓄 で、 生 活 レベルは 同 世 代 の 標 準 よりは 多 少 豊 かな 経 済 状 態 であるが、リタイ
ア 後 は 以 前 からの 持 病 であった 腰 痛 なども 災 いして、 少 しずつ 運 動 する 機 会 が 減 っており、 数 年 前 から
は 高 血 圧 と 糖 尿 が 出 始 め、 現 在 投 薬 を 受 けている。
朝 は6 時 前 に 目 が 覚 める。 寝 室 は2 階 である。 階 段 の 昇 り 降 りに 不 安 もあるが、 連 れ 合 いと 一 緒 だっ
た 時 の 寝 室 に 慣 れているので1 階 に 寝 場 所 を 移 す 気 は 未 だ 無 い。しかし、 連 れ 合 いが 亡 くなってから 独
り 暮 らしが 少 し 不 安 になり、トイレや 風 呂 場 、 階 段 や 廊 下 などに 手 すりを 取 り 付 けてもらった。 腰 痛 が
あるため、 連 れ 合 いの 生 前 から 背 上 げが 出 来 るベッドを 利 用 しているが、 最 近 は 背 を 起 こした 後 、ベッ
ドから 立 ち 上 がるのが 辛 くなって 来 た。
ベッドから 離 れ、トイレを 済 ませ、 顔 を 洗 ってから、 階 段 で 一 階 に 降 りる。 以 前 は 階 段 の 手 すりに 掴
まらずに 昇 降 が 出 来 ていたのだが、このところ 足 元 に 不 安 を 感 じ 始 め、 手 すりに 掴 まる 機 会 が 多 くなり、
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リフォームしておいて 良 かったと 思 うことしきりである。
階 下 に 降 りてすぐのところが 玄 関 なので、まず 新 聞 を 取 りに 出 る。 新 聞 受 けは 門 柱 脇 の 塀 に 作 り 付 け
になっているので、 玄 関 からほんの5、6 歩 ほどなのだが 屋 外 に 出 ることになる。 寝 巻 き 姿 をご 近 所 の
人 達 に 見 られたら、と 連 れ 合 いにいつも 言 われたものだが、 朝 起 きてすぐに 新 聞 を 開 くことは 長 年 の 習
慣 になってしまっている。うるさく 言 う 連 れ 合 いがいなくなってからは 大 手 を 振 って 出 来 るようになっ
たのだが、 最 近 は 玄 関 の 上 がりかまちでサンダルを 履 くときがかなり 辛 い。 玄 関 から 門 までの 飛 び 石 に
もつまずいて 転 ばないよう 気 を 使 わなければならなくなってしまい、とうとう 杖 を 買 った。ただ、 雨 の
日 や 冬 の 寒 い 日 などには 身 体 の 節 々が 動 きにくく 痛 んだりするので、ほんの 数 歩 なのだが 歩 くのがおっ
くうになり、 居 間 のテレビを 点 けてソファに 座 ってしまうこともある。
新 聞 を 取 った 後 は、 雨 戸 を 開 け 居 間 のソファに 座 って、 点 けたテレビを 見 るとも 無 しに 見 ながら 新 聞
を 読 むのが 日 課 である。そうやって 小 1 時 間 を 過 ごした 後 、ようやく 着 替 える 気 になって 寝 巻 きから 普
段 着 に 着 替 えるのである。 居 間 のソファは 陽 当 たりの 良 い 場 所 にあるのだが、 冬 場 の 曇 りがちの 日 など、
うっかりしていると 身 体 が 冷 えてしまうこともある。そうこうする 内 に、 起 きてから1 時 間 半 強 が 経 っ
ており、 時 間 は8 時 近 くなっている。そろそろ 朝 食 の 時 間 である。
朝 食 は 準 備 が 簡 単 なのでパン 食 で 済 ませることが 通 常 である。 料 理 は 全 くしない 訳 では 無 いが、 後 片
付 けが 面 倒 なので、 好 きな 目 玉 焼 きもたまにしか 食 べず、ゆで 卵 とハム 程 度 で 済 ますことが 多 い。 飲 み
物 はジュースかミルクである。コーヒーも 好 きなのだが 最 近 は 少 し 控 えるようにしている。 朝 食 にあわ
せて 薬 を 飲 まねばならないのだが、 時 として 忘 れてしまうこともある。 調 理 器 具 や 食 器 をあまり 使 わな
いことから、 食 事 の 後 片 付 けは 溜 めないように 食 後 すぐ 済 ませるようにしている。
ゆっくり 朝 食 を 済 ませると、 週 に 二 日 、 街 中 にあるシニアセンターから 巡 回 バスが 来 るので、その 時
間 にあわせて 支 度 をして 出 かけるのだが、 最 近 は 特 に、 門 から 表 の 道 路 に 出 る 階 段 がやや 段 差 が 高 いこ
ともあり、 気 分 的 におっくうに 感 じてしまうことがある。それでも、 独 りで 家 に 篭 っていることは 良 く
無 いと 思 い、 今 のところ 殆 ど 休 むことなく 出 かけている。しかし、 独 居 世 帯 であることは 外 からも 分 か
っているだろうから、 昼 間 だけとは 言 え 留 守 にすることには 多 少 の 不 安 もある。 現 に 向 かいの3 軒 先 の
お 宅 では、 空 き 巣 に 入 られた、との 事 件 もあり、それが 未 だ 記 憶 に 残 っているので、 戸 締 りは 念 を 入 れ
て 確 認 して 出 かけている。
シニアセンターでは、 友 人 との 語 らいや 囲 碁 、 工 芸 などの 時 間 が 一 番 の 楽 しみである。また、 昼 も 比
較 的 まともなメニューが、そこそこの 値 段 で 食 べられるのも 魅 力 である。 午 後 は、シニアトレーニング
室 で 軽 い 運 動 をすることもあるが、 元 来 スポーツが 大 好 きという 訳 でもなく、 老 骨 に 鞭 打 って、という
のが 馬 鹿 馬 鹿 しく 感 じてしまうことも 度 々である。そういう 時 は 併 設 の 図 書 館 にも 顔 を 出 して 新 刊 書 や
雑 誌 をめくったり、それで 飽 き 足 らない 時 には 気 が 向 けば 近 くの 本 屋 に 立 ち 寄 ることもある。
また、 週 に 一 度 、 市 のボランティア「ホームアローン・サポーター」が 独 居 老 人 の 家 を 訪 問 に 来 てく
れる。M 氏 は 幸 い 未 だ 自 分 で 身 の 回 りのことが 出 来 るので、 中 々 自 分 では 出 来 ない 布 団 干 しや、 古 雑 誌 、
古 新 聞 をゴミ 置 き 場 へ 運 んだり、あるいは 大 きなペットボトル 飲 料 などを 買 って 来 るといった 力 仕 事 を
手 伝 ってもらっている。また、 不 得 手 な 衣 類 の 繕 いなどの 細 かい 作 業 を 手 伝 ってもらうこともある。た
だ、 風 呂 、トイレ 掃 除 や 窓 掃 除 、 庭 の 枯 葉 掃 除 といった 時 間 のかかる 作 業 はボランティアの 対 象 外 なの
で、 有 料 サービス 会 社 を 利 用 している。
もちろん 自 分 でも、 週 に 一 度 は 洗 濯 、また 別 の 一 日 には 簡 単 な 部 屋 の 掃 除 をするように 心 掛 けている。
しかし、 洗 濯 物 を 干 したり、 掃 除 機 を 掛 けたりするのは、 不 自 然 な 姿 勢 を 取 らざるを 得 ないこともあり、
かなり 身 体 がきついと 感 じるようになって 来 ている。センターに 出 かけない 日 には、 昼 食 が 面 倒 に 感 じ
ることもあり、 時 には 昼 抜 き、ということもある。 食 べる 場 合 には、 時 には 出 前 を 取 ることもあるが、
一 定 金 額 以 上 でないと 出 前 をしてくれないこともあり、インスタント 食 品 で 済 ますようなことが 多 くな
ってしまった。
自 宅 の 一 軒 置 いた 斜 め 向 かいには、この 界 隈 では 特 にウマが 合 って 仲 の 良 かった 友 人 が 住 んでいるの
だが、 脳 卒 中 がもとで、 数 年 前 から 寝 たきりになっている。ほぼ 毎 日 介 護 ヘルパーが 通 って 世 話 をして
いるとのことなのだが、 週 に 一 度 くらいは 顔 を 出 して、 話 し 相 手 をするようにしている。 話 相 手 をする
だけでなく、 一 緒 におにぎりやおやつを 食 べたり、 時 には 多 少 の 身 の 回 りの 世 話 をすることもあるのだ
が、 仲 の 良 い 友 達 だったとは 言 え、 友 人 の 側 が 気 を 遣 って、あるいは 引 け 目 を 感 じてか、あまり 喜 ばな
いこともあり、 週 に 一 度 以 上 は 行 かないような 形 になってしまっている。
ちょうど 顔 を 出 した 時 に 介 護 ヘルパーが 来 ていると、 介 護 の 様 子 を 垣 間 見 ることもあるが、そういっ
た 場 面 を 見 られることも 友 人 にとっては 辛 いことなのかも 知 れない。ただ、その 様 子 を 見 るにつけ、 介
護 をする 方 も 受 ける 方 も 大 変 で、 出 来 ることなら 自 分 は 元 気 で 居 たいなあ、と 思 うことしきりである。
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例 えば、おむつ 交 換 など、 体 位 の 変 換 、 衣 類 の 着 脱 などだけでなく 汚 物 の 取 扱 いといったことまで 考 え
ると、 想 像 するだけでも 双 方 にとって 辛 いことだと 思 う。 介 護 する 側 は 肉 体 的 、 物 理 的 な 負 担 があり、
介 護 される 側 にも 精 神 的 な 負 担 がある、ということは 頭 では 分 かっていても 実 際 自 分 の 立 場 になれば 果
たして 出 来 ることなのか、 大 いに 不 安 である。
自 宅 で 過 ごす 日 で、 掃 除 や 洗 濯 をしない 日 には、テレビを 漫 然 と 見 て 過 ごすことが 多 くなっている。
若 い 頃 は 大 好 きだった 読 書 も、いざ 自 由 になる 時 間 がいくらでもある 状 態 になってしまうと 却 って 読 む
きっかけが 無 くなり、 最 近 は 殆 ど 読 まなくなってしまった。 家 事 をする 日 であっても、 洗 濯 物 を 取 り 込
んだり 程 度 なので、 同 じようなパターンになってしまう 日 が 多 い。テレビも、 興 味 深 い 番 組 がある 訳 で
はなくボーッ 見 るともなしに 見 ている 程 度 であるが、 相 撲 だけは 欠 かさず 熱 心 に 見 ている。こんなこと
では 認 知 症 になってしまうのでは、という 考 えが 一 瞬 頭 をよぎることもあるが、シニアセンターにも 行
っているし、そこそこの 刺 激 を 受 けているから 自 分 は 大 丈 夫 だろう、と 楽 観 している。
夕 方 近 くなると 宅 配 の 夕 食 サービスが 届 けられるので、これをきっかけに 雨 戸 を 閉 め、 届 けられた 食
事 のパックを 電 子 レンジで 温 め、おかずをつまみにしながらビールを 飲 む。ビールは 好 きなのだが、 身
体 のこともあり 医 者 からも350mlまで、それも 一 日 おき、と 言 われているのだが、ほぼ 毎 日 飲 んで
いる。これは、やはり 独 りで 食 事 をする 侘 しさを 紛 らわすため、という 心 理 的 要 因 があるからかも 知 れ
ない。
時 に 気 が 向 いたり、あるいは 宅 配 のメニューが 自 分 の 好 みのもので 無 い 時 などには 簡 単 な 料 理 をする
こともあるが、 独 り 暮 らしでは 食 材 にも 無 駄 が 出 てゴミも 多 く、 後 片 付 けが 面 倒 になってしまう。 時 に
は 外 で 夕 食 を、ということも 考 えないわけではないのだが、 外 食 ではどうしてもアルコールを 頼 みたく
なり、しかも 坂 を 登 って 夜 道 を 帰 ることを 考 えると、 外 食 は 昼 に 限 る、というのが 今 の 心 境 である。 実
際 に 外 食 をする 機 会 は 夕 方 までシニアセンターに 居 た 時 、その 帰 りに、という 場 合 くらいである。
ゆっくり 夕 食 を 済 ませて 手 早 く 後 片 付 けをしても 未 だ7 時 前 である。 若 干 のアルコールが 入 り、ソフ
ァに 寝 そべりながらテレビを 見 るのは 気 持 ちが 良 い。 時 に 気 が 向 けば、 以 前 から250タイトルほど 集
めていた 古 い 名 画 のDVDを 取 り 出 して 見 ることもある。 一 番 のお 気 に 入 りは、 白 黒 映 画 ではあるが「カ
サブランカ」である。
食 事 を 終 えてソファに 移 る 時 に 風 呂 の 自 動 給 湯 スイッチを 入 れる。これは 連 れ 合 いに 先 立 たれた 後 に、
娘 夫 婦 が 火 の 元 だけは 心 配 ということで、 自 動 式 に 取 り 替 える 費 用 を 出 してくれ、 改 装 したものであり、
風 呂 桶 のオーバーフローや 熱 湯 での 火 傷 などの 心 配 が 無 いのはありがたい。
風 呂 は 一 日 を 締 めくくる 大 事 なイベントである。 夏 でも 汗 を 洗 い 流 すために 入 ることはもちろんだし、
冬 は 湯 船 に 浸 かって 温 まることは 言 うまでも 無 い。ただ、 風 呂 場 で 亡 くなったという 友 人 が 居 り、その
ことが 気 になって 更 衣 所 には 赤 外 ストーブを 入 れたのだが、 隙 間 風 のせいか 未 だ 不 十 分 なように 思 って
いる。
風 呂 から 上 がり、 一 年 中 飲 んでいる 麦 茶 をコップに2 杯 、それと 薬 を 飲 んでから 二 階 に 上 がる。テレ
ビで 面 白 そうな 番 組 をやっている 時 には、 少 し 見 ることもある。 階 段 を 上 る 時 は 下 る 時 より 不 安 感 は 無
いが、 上 りきる 前 に 息 が 弾 んでいるのに 気 付 いて、 足 の 衰 えを 自 覚 する 今 日 この 頃 である。この 時 の 節 々
の 感 じで 体 調 がよく 分 かるような 気 がしている。
二 階 の 寝 室 に 入 り、ベッドに 乗 る 時 も 結 構 つらいのは、 足 だけでなく 腰 を 痛 めたことが 理 由 かも 知 れ
ない。 前 向 きにベッドに 移 ろうとすると 腰 が 痛 いことが 多 く、 後 ろ 向 きになり 尻 もちを 付 くのに 近 い 感
じで 移 るというのが、 最 近 の 習 慣 になってしまった。
ベッドサイドにもテレビが 置 いてあるのだが、めったに 見 ることはない。ベッドで 本 を 読 むというの
も 実 は 好 きだったのだが、すぐに 腕 や 肩 が 痛 くなってしまい、かと 言 ってうつぶせは 姿 勢 を 変 える 時 に
腰 に 来 るので、ベッドに 入 るとすぐに 目 を 閉 じて 寝 てしまう。 幸 い、 元 来 が 楽 観 的 な 性 格 でもあるせい
か、 何 か 考 えてしまって 眠 りにつけない、といった 悩 みは 無 いのは 幸 いである。
2)システム 構 成
1セキュリティ、 安 心 、 安 全 に 関 するもの
・ 留 守 宅 見 守 り: 住 人 の 外 出 や 帰 宅 を 自 動 的 に 検 知 することで、 設 定 や 解 除 等 にあたり 面 倒 な 手 間 をか
けずに 留 守 宅 への 侵 入 等 を 検 知 し、 警 察 、 近 隣 の 家 、 本 人 や 友 人 の 携 帯 などに 通 報 するシステム
・ 室 内 見 守 り: 階 段 で 躓 いての 落 下 、 風 呂 場 での 急 変 といった 異 常 を 検 知 し、 異 常 の 程 度 に 応 じて 近 隣
の 家 、 地 域 ボランティア、 地 域 センター、 消 防 署 ( 救 急 )、 病 院 、 家 族 などに 自 動 通 報 するシステム。
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また 単 に 見 守 りだけでなく 様 々なシーンで 状 況 に 応 じた 声 掛 けをしてくれることで、 不 安 や 寂 しさの
解 消 を 図 ることを 目 的 としたシステム。
2 健 康 、 生 体 情 報 計 測 に 関 するもの
・インテリジェントベッド: 生 体 センサの 一 部 機 能 を 組 み 込 んで、 快 適 な 睡 眠 が 得 られるように 環 境 を
制 御 し、あるいは 見 守 りシステムと 通 信 する 機 能 を 有 したベッド。
・ 生 体 センサ:ベッドに 寝 ている 時 、 手 すりを 握 った 時 、トイレに 着 座 した 時 などに 身 体 との 接 触 によ
り 体 温 、 体 脂 肪 率 、 心 拍 などを、またトイレで 尿 の 成 分 や 色 などを 用 いて 塩 分 、 糖 分 や 疲 労 度 などの
生 体 情 報 を 計 測 するシステム。
・ 投 薬 リマインダ: 所 定 の 時 間 に 忘 れずに 薬 を 飲 むよう 音 声 等 で 知 らせる。
・ 健 康 維 持 機 器 :スポーツジムにあるようなトレーニングマシンを 用 いて 行 うパワーリハビリや、 身 体
のバランス 感 覚 を 維 持 、あるいは 筋 力 の 維 持 を 図 るためのトレーニング 機 器 、あるいは 認 知 症 の 予 防
にも 役 立 つ 機 器 。
3 移 動 に 関 するもの
・ 立 ち 上 がり 支 援 機 : 立 ち 上 がる 意 図 を 力 センサ 等 によって 検 知 し、ベッドの 昇 降 と 同 期 して 手 すりを
自 動 的 に 駆 動 し、 姿 勢 の 誘 導 と 力 の 補 助 を 行 う 支 援 装 置 。
・ 階 段 昇 降 支 援 機 : 既 存 の 階 段 を 利 用 して 取 り 付 けられる 簡 易 型 の 斜 行 エレベータ 型 リフト、あるいは
ホームエレベータなど。
・ 段 差 解 消 機 器 : 玄 関 の 上 がりかまちの 段 差 、あるいは 屋 外 の 階 段 等 に 対 して、 身 体 機 能 の 衰 えの 程 度
に 応 じて 用 いることの 出 来 るスロープ、 段 差 解 消 リフトなど。
・ 歩 行 補 助 機 器 :ある 程 度 の 不 整 地 においても 利 用 できるサスペンション 付 き 車 輪 を 備 えた 屋 外 用 歩 行
補 助 器 や、 段 差 乗 り 越 え 機 能 付 きのパワーアシスト 歩 行 補 助 機 。
・インテリジェント 杖 : 歩 行 する 環 境 に 設 置 されたタグ 等 のデータにより、 段 差 等 の 危 険 を 検 知 すると
音 、 光 、 振 動 等 で、つまずくことの 無 いよう 警 報 を 発 するもの。
・パワーアシストスーツ: 利 用 者 本 人 が 装 着 するパワーアシスト 型 システム。
4 家 事 に 関 するもの
・ 自 動 開 閉 式 雨 戸 : 電 動 式 の 雨 戸 あるいはブラインド 等 。
・ 台 所 片 付 け 支 援 機 : 流 し 台 一 体 型 のゴミ 自 動 分 別 、ディズポーザ、 食 器 洗 浄 機 。
・インテリジェント 冷 蔵 庫 : 食 材 の 使 用 状 況 から、 不 足 栄 養 素 等 を 知 らせるもの。
・インテリジェント 調 理 レンジ: 食 材 パッケージのタグを 認 識 して、 内 容 物 に 合 った 加 熱 などの 調 理 法
を 自 動 選 択 し、 調 理 加 工 を 行 う。
・ 自 動 衣 類 ・ 布 団 干 し 機 : 布 団 乾 燥 機 のようなもので、 殺 菌 、オゾンなど 戸 外 に 干 すのと 同 等 の 効 果 を
発 揮 するもの。また、 戸 外 に 干 すことを 望 む 場 合 に 対 して、 腕 を 伸 ばして 干 す、 取 り 込 む、といった
不 自 然 な 姿 勢 に 関 わる 部 分 を 支 援 するシステム。
・ 重 家 事 ロボット: 古 新 聞 、 古 雑 誌 などの 重 量 物 、ゴミなどを、 屋 内 から 戸 外 の 所 定 の 廃 棄 場 所 に 搬 送
したり、 逆 に 注 文 した 品 物 等 を 配 達 集 配 場 所 から 屋 内 に 搬 送 するシステム。 注 文 品 の 配 送 先 はタグで
識 別 する。 利 用 者 本 人 が 装 着 するパワーアシスト 型 システムは、この 用 途 にも 用 いられる。
・ 軽 家 事 ロボット: 衣 類 の 繕 いや 室 内 の 掃 除 など 細 かい 作 業 を 行 うロボット。 柔 軟 物 ハンドリングのた
めの 視 触 覚 センサを 有 する。また、 利 用 者 本 人 が 装 着 するタイプのデキストラスアシスト 型 システム。
一 部 は 掃 除 ロボット 等 の 専 用 機 で 既 に 実 現 済 。
・ 家 事 手 伝 いロボット: 上 記 2 者 を 一 体 化 したもの。 風 呂 、トイレの 掃 除 、 窓 掃 除 、 庭 の 枯 葉 掃 除 とい
った 力 仕 事 と 細 かさの 両 者 を 要 求 される 場 合 に 用 いる 汎 用 型 のロボット。
5その 他 の 日 常 生 活 行 動 に 関 するもの
・ 電 子 ペーパー、 電 子 ブック: 新 聞 や 雑 誌 、 新 刊 書 などをネット 経 由 で 配 信 。 同 様 のものは 既 にあるが、
インターネット 等 の 操 作 を 知 らなくとも、 例 えば 図 書 館 に 電 話 して 借 りたい 本 を 言 えば 音 声 認 識 で 自
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動 受 付 けを 行 い、 配 信 するなど、ディジタルデバイドの 置 き 去 り 世 代 でも 容 易 に 使 えるもの。 更 には、
囲 碁 などの 対 戦 型 ゲームについても 同 様 に 複 雑 な 操 作 なしに 用 いることの 出 来 るパートナーロボッ
ト。
・バーチャル 同 居 システム: 食 事 の 際 などに、 遠 隔 地 にいる 娘 夫 婦 と 共 に 場 を 共 存 している 感 覚 を 味 わ
えるもの。 音 声 サラウンド、3Dホログラム 画 像 などの 利 用 。
6 介 護 者 の 支 援 に 関 するもの
・パワーアシストスーツ: 装 着 型 のパワーアシストシステムで、 着 用 した 介 護 者 の 動 作 通 りに、 力 を 増
幅 することで 支 援 を 行 う。
・ 体 位 変 換 ベッド 及 びマットレス: 寝 姿 勢 を 変 えることで 床 ずれを 防 止 したり、おむつ 交 換 などが 容 易
となるように 寝 たきりの 方 の 姿 勢 を 変 える 機 能 を 有 したベッドならびにマットレス
・ 排 泄 支 援 ベッド:ベッド 中 心 部 分 が 開 口 することで、 格 納 されたポータブルトイレが 利 用 可 能 となる
もの。
・ 食 事 支 援 ロボット: 本 人 の 支 援 用 であるが、これを 利 用 することで 介 護 者 の 仕 事 が 減 るとの 意 味 で、
介 護 支 援 の 側 面 もあると 考 える。
生 活 チ ャ ー ト
時 刻
4:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00
起 床 朝 食 掃 除 来 客 昼 食 買 い 物 夕 食 風 呂 くつろぎ 就 寝
生 活 の 動 き 生 活 チャート 身 支 度 洗 濯 テレビ
移 動 歩 行 ドアノブ・ 引 き 戸 の 細 かい 動 作 サポート 長 歩 きの 不 安
立 ち 上 がり
寝 起 きの 立 ち 上 がり 補 助
座 り 込 み
移 乗
段 上 ( 下 )がり
階 段 の 上 り 下 り
膝 曲 げの 低 下
浴 槽 への 出 入 りの 不 安
飲 食 飲 食 動 作 誤 嚥 の 防 止
料 理 準 備 食 材 買 出 し
栄 養 管 理 糖 尿 食 ・ 塩 分 制 限 カロリー 制 限
調 理
調 理 方 法 の 工 夫
服 薬 管 理
常 薬 飲 み 忘 れ
排 泄 小 用 漏 れの 不 安
大 用
慢 性 便 秘 の 予 防
入 浴 洗 髪 洗 髪 の 補 助
洗 体 ・ 洗 顔
口 腔 ケア
整 容 身 支 度 靴 みがき クリーニング 出 し 洗 濯 物 の 整 理
歯 磨 き
歯 科 予 防
服 飾 管 理 コーディネイト 洋 服 の 管 理
C
コミュニケーション 対 応
宅 配 受 取
応 対 親 戚 来 訪 手 紙 の 代 筆
会 話
湯 茶 の 用 意
監 視 ( 見 守 り) ホームドクターへの 連 絡 ケアマネ・ヘルパーとの 連 絡
諸 届 ・ 諸 手 続 き
銀 行 ・ 役 所 への 手 続 き
視 聴 覚 聴 力 聴 力 低 下
視 力
視 力 低 下
就 寝 シーツ 取 替 え 夜 具 の 準 備
作 業 動 作 洗 濯 干 し 物 ・ 取 り 込 み
掃 除
整 理 ・ 整 頓 食 器 の 片 付 け 衣 替 え
荷 移 動 ・ 運 搬
買 った 物 の 手 の 届 かない 所 の 作 業
風 呂 掃 除
環 境 整 備 ゴミ 処 理 ゴミ 捨 て
庭 ・ 家 周 り 整 備 水 撒 き 枯 葉 掃 除
楽 しみ・ 娯 楽 知 りたい 情 報 取 得 各 種 予 防 ( 筋 トレ 等 ) 催 し 事 ( 映 画 ・ 旅 行 等 ) 趣 味 活 動
ペットの 世 話
ペットの 散 ペットの 餌
社 会 参 加 日 常 社 会 情 報 の 取 得 社 会 情 勢 ・ 事 件 等 の 認 知
高 齢 者 活 動 情 報 の 取 得
女 性 活 動 情 報 の 取 得
法 律 相 談 ・ 権 利 意 識
老 人 クラブ 等 の 活 動
相 続 の 心 配
金 銭 管 理 預 貯 金 管 理 生 活 費 の 管 理 財 産 の 管 理
B
緊 急 時 連 絡 ・ 支 援 罹 病 ・ 負 傷 時
夜 間 の 急 な 腹 痛
故 障 器 具 の 交 換
電 球 交 換
留 守 時 の 管 理 無 人 時 の 屋 内 監 視 火 気 のつけっぱなし
基 本 チェック 本 人 のチェック バイタルチェッ 微 熱 等 の 把 握
異 常 チェック( 既 往 症 等 ) 水 分 補 給 無 呼 吸 等 の 監 視
A
情 動 その 日 の 気 分 のきっかけ 作 り 疎 外 感 からの 脱 皮 孤 独 感 の 排 除
環 境 チェック 温 湿 度 ・ 採 光 ・カーテン・ 窓 開 け ほこり・カビ 等 の 常 菌 有 無 熱 射 病 予 防
・ 騒 音 ・ 常 菌 有 無
注 )A,Bは 生 活 行 為 の 基 盤
Cは 生 活 行 為
図 2.2.2-1 高 齢 者 の 生 活 チャート
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2) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
朝 は6 時 前 に 目 が 覚 める。 寝 室 は2 階 である。 連 れ 合 いと 一 緒 だった 時 の 寝 室 に 慣 れているので、1
階 に 寝 場 所 を 移 す 気 は 無 い。 連 れ 合 いが 亡 くなってから 独 り 暮 らしが 少 し 不 安 になり、 階 段 の 昇 り 降 り
も 不 安 になったので、 階 段 昇 降 支 援 機 を 設 置 したほか、トイレや 風 呂 場 、 階 段 や 廊 下 などに 手 すりを 取
り 付 けてもらった。スイッチ 一 つで 階 段 の 昇 降 が 出 来 ると、 手 すりの 人 が 居 る 周 辺 足 元 には 照 明 が 自 動
的 に 点 灯 するので、 孫 達 が 幼 稚 園 や 小 学 校 の 頃 は、 娘 一 家 が 訪 ねて 来 た 時 など、この 設 備 は 人 気 の 的 で
あった。
腰 痛 があるため、 連 れ 合 いの 生 前 から 背 上 げが 出 来 るベッドを 利 用 していたが、 最 近 はインテリジェ
ントマットレスに 変 えたので、 起 き 上 がろうとすると 自 動 的 にベッドの 背 が 起 きて 楽 に 起 き 上 がれるし、
また 辛 かった 立 ち 上 がりも、ベッドに 取 り 付 けるタイプの 立 ち 上 がり 支 援 機 を 娘 夫 婦 がプレゼントして
くれたので、 冬 の 寒 い 日 でも 腰 が 痛 まず、 楽 に 立 ち 上 がれるようになった。この 支 援 機 は、 立 ち 上 がろ
うとする 力 を 検 出 して 動 作 するので、その 日 の 体 調 に 合 わせた 立 ち 上 がりをすることが 出 来 る 点 が 特 に
気 に 入 っている。
ベッドから 離 れ、インテリジェントトイレで 用 を 済 ませる。 便 座 と 便 器 に 様 々なセンサが 配 置 されて
いるので、トイレで 用 を 足 すだけでその 日 の 健 康 チェックができ、 気 分 的 にも 安 心 なのが 嬉 しい。 顔 を
洗 ってから、 一 階 に 降 りる。 数 年 前 には 階 段 の 手 すりに 掴 まりながらスイスイと 昇 り 降 り 出 来 ていたの
だが、このところ 手 すりを 使 っても 足 元 に 不 安 を 感 じ、 階 段 昇 降 支 援 機 を 利 用 している。
階 下 に 降 りてすぐのところが 玄 関 なので、まず 新 聞 を 取 りに 出 る。 新 聞 受 けは 門 柱 脇 の 塀 に 作 り 付 け
になっているので、 玄 関 からほんの5、6 歩 ほどなのだが 屋 外 に 出 ることになる。 寝 巻 き 姿 をご 近 所 の
人 達 に 見 られたら、と 連 れ 合 いにいつも 言 われたものだが、 朝 起 きてすぐに 新 聞 を 開 くことは 長 年 の 習
慣 になってしまっている。うるさく 言 う 連 れ 合 いがいなくなってからは 大 手 を 振 って 出 来 るようになっ
たのだが、 皮 肉 なことにそれと 前 後 して 玄 関 の 上 がりかまちでサンダルを 履 くときがかなり 辛 くなり、
玄 関 の 床 を 嵩 上 げして 上 がりかまちの 段 差 を 少 なくした。しかし、そのため 玄 関 から 外 に 出 るところに
逆 に 今 まで 無 かった 段 差 が 出 来 てしまったので、 段 差 解 消 スロープを 置 いた。 門 までの 飛 び 石 にもつま
ずいて 転 ばないよう 気 を 使 わなければならなくなってしまい、とうとうインテリジェント 杖 を 買 った。
この 杖 は 優 れもので、 周 囲 に 埋 め 込 んだタグの 情 報 に 基 づき、つまずきそうな 場 合 等 には 音 や 光 、ある
いは 振 動 で 危 険 を 教 えてくれる。 以 前 は、 雨 の 日 や 冬 の 寒 い 日 などには 身 体 の 節 々が 動 きにくく 痛 んだ
りするので、ほんの 数 歩 を 歩 くのがおっくうになり、 居 間 のテレビを 点 けてソファに 座 ってしまうこと
もあったが、 今 はよほどの 場 合 を 除 いて 新 聞 を 取 らないことは 無 くなった。
新 聞 を 取 った 後 は、 雨 戸 を 開 ける。 雨 戸 だけでなく、 窓 やカーテンの 開 閉 も 外 の 天 気 に 応 じて 制 御 で
きるので、スイッチを 一 つ 押 すだけで 済 むし、にわか 雨 や 日 暮 れには 自 動 的 に 開 閉 の 調 節 もしてくれる
ので 便 利 である。 居 間 のソファに 座 って、 点 けたテレビを 見 るとも 無 しに 見 ながら 新 聞 を 読 むのが 日 課
である。 最 近 では 電 子 ペーパーを 利 用 した 新 聞 配 信 もあるそうだが、やはり 昔 ながらの 紙 の 新 聞 が 気 持
ち 良 いし、 何 と 言 っても 新 聞 紙 には 様 々な 使 い 道 がある。 唯 一 の 欠 点 は 溜 まった 後 の 資 源 ごみ 出 しが 重
くて 大 変 、ということであるが、それも 家 事 ロボットがやってくれる 時 代 になった。そうは 言 ってもロ
ボットは 未 だ 高 価 だし、 我 が 家 には 未 だ 入 っていない。しかし、 最 近 シニアセンターからの 誕 生 日 プレ
ゼントで 割 引 券 を 貰 って 購 入 したアーム 型 パワーアシスト 機 「 安 楽 ・アーム 楽 くん」を 使 えば、3 週 間
分 くらいの 新 聞 の 束 でも 自 分 で 軽 々と 運 べるので、 不 自 由 はしていない。
そうやって 小 1 時 間 を 過 ごした 後 、ようやく 着 替 える 気 になって 寝 巻 きから 普 段 着 に 着 替 えるのであ
る。 居 間 のソファは 陽 当 たりの 良 い 場 所 にあり、 冬 場 の 曇 りがちの 日 でもインテリジェントエコ 空 調 が
体 調 に 合 わせて 連 続 運 転 しているので、 身 体 が 冷 えてしまうなどということは 無 い。そうこうする 内 に、
起 きてから1 時 間 半 強 、 時 間 は8 時 近 くなっている。そろそろ 食 事 の 時 間 である。
朝 食 は 準 備 が 簡 単 なのでパン 食 で 済 ませることが 通 常 である。 料 理 は 全 くしない 訳 では 無 いが、 後 片
付 けが 面 倒 なので、 好 きな 目 玉 焼 きもたまにしか 食 べず、ゆで 卵 とハム 程 度 で 済 ますことが 多 い。 飲 み
物 はジュースかミルクである。コーヒーも 好 きなのだが 最 近 は 少 し 控 えるようにしている。 朝 食 にあわ
せて 薬 を 飲 まねばならないのだが、 時 として 忘 れてしまうこともあった。しかし、 薬 の 時 間 を 知 らせて
くれる 投 薬 リマインダというものを 貰 ってからは、 飲 み 忘 れということは 全 く 無 くなった。 食 事 には、
調 理 器 具 や 食 器 をあまり 使 わないのだが、 食 事 の 後 片 付 けは 流 しのシンクに 置 いておくだけでシンク 洗
浄 機 が 汚 れの 種 類 を 判 断 して 自 動 的 に 洗 ってくれるため、 汚 れた 食 器 類 を 溜 めてしまう、ということも
無 くなった。
ゆっくり 朝 食 を 済 ませると、 週 に 二 日 、 街 中 にあるシニアセンターから 巡 回 バスが 来 るので、その 時
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間 にあわせて 支 度 をして 出 かける。 独 りで 家 に 篭 っていることは 良 く 無 いと 思 い、 殆 ど 休 むことなく 出
かけているのだが、 門 から 表 の 道 路 に 出 る 階 段 がやや 段 差 が 高 いこともあり、 気 分 的 におっくうに 感 じ
てしまうこともあった。しかし、ここにも 昇 降 支 援 装 置 を 備 え 付 けたので、 不 自 由 は 無 くなった。
また、 独 居 世 帯 であることは 外 からも 分 かってしまうので、 昼 間 だけとは 言 え 留 守 にすることに 多 少
の 不 安 もあり、 現 に 向 かいの3 軒 先 のお 宅 では、 空 き 巣 に 入 られた 事 件 もあった。しかし、 機 械 音 痴 の
年 寄 りでも 簡 単 に 使 える 留 守 宅 見 守 りシステムが 出 来 、これを 町 内 会 全 体 で 導 入 したので、 戸 締 りには
念 を 入 れて 出 かけてはいるものの、 不 安 は 全 くなくなった。このシステムでは、 室 内 の 人 の 動 き、 屋 内
外 の 人 の 出 入 り、 屋 外 の 人 の 動 きなどを 検 出 し、その 家 の 住 人 が 不 在 かどうか 認 識 すると 共 に、 住 人 が
日 常 的 に 行 っている 動 作 と、それとは 異 なる 動 作 との 判 別 を 行 うことで、 不 審 者 の 侵 入 を 検 知 し、 必 要
に 応 じて 警 察 等 に 警 報 を 発 することが 出 来 る( 不 審 者 検 知 通 報 機 能 )。また、このシステムでは 住 人 の
行 動 そのものが 日 常 と 異 なることも 検 知 出 来 るので、 室 内 で 万 一 倒 れた、といった 病 変 等 の 不 測 の 事 態
にも 救 急 に 通 報 が 発 せられる( 住 人 の 異 常 認 識 通 報 機 能 )。このシステムを 用 いれば、 外 出 時 や 帰 宅 時
のアラーム 設 定 、 解 除 といった 面 倒 な 操 作 も 不 要 であり、 安 心 、 安 全 という 点 での 精 神 的 な 不 安 も 払 拭
され、 非 常 に 助 かっている。
シニアセンターでは、 友 人 との 語 らいや 囲 碁 、 工 芸 などの 時 間 が 一 番 の 楽 しみである。また、 昼 も 比
較 的 まともなメニューが、そこそこの 値 段 で 食 べられるのも 魅 力 である。 午 後 は、シニアトレーニング
室 で 軽 い 運 動 をすることもあるが、 元 来 スポーツが 大 好 きという 訳 でもなく、 老 骨 に 鞭 打 って、という
のが 馬 鹿 馬 鹿 しく 感 じてしまうことも 度 々である。しかし、 新 しく 導 入 された 適 応 型 トレーニングマシ
ンは、 使 う 人 の 体 調 や 疲 労 度 に 合 わせて 動 きや 負 荷 を 変 えてくれ、しかも 動 きがバラエティに 富 んでい
るので、 苦 痛 でなく、 飽 きずに 使 うことが 出 来 る。その 上 、 認 知 症 の 予 防 にもなる、とのことである。
このマシンが 使 えないような 時 には 併 設 の 図 書 館 にも 顔 を 出 して 新 刊 書 や 雑 誌 をめくったり、それで 飽
き 足 らない 時 には 気 が 向 けば 近 くの 本 屋 に 立 ち 寄 ることもある。
また、 週 に 一 度 、 市 のボランティア「ホームアローン・サポーター」が 独 居 老 人 の 家 を 訪 問 に 来 てく
れる。M 氏 は 幸 い 未 だ 自 分 で 身 の 回 りのことが 出 来 るので、 中 々 自 分 では 出 来 ない 布 団 干 しや、 古 雑 誌 、
古 新 聞 をゴミ 置 き 場 へ 運 んだり、あるいは 大 きなペットボトル 飲 料 などを 買 って 来 るといった 力 仕 事 を
手 伝 ってもらっているが、それもアーム 型 パワーアシスト 機 「 安 楽 ・アーム 楽 くん」を 使 って 自 分 で 出
来 るものは 自 分 でしているので、サポーターとは、お 茶 を 飲 みながら 世 間 話 をする 時 間 も 取 れるように
なった。また、 不 得 手 な 衣 類 の 繕 いなどの 細 かい 作 業 を 手 伝 ってもらうこともある。 風 呂 、トイレ 掃 除
や 窓 掃 除 、 庭 の 枯 葉 掃 除 といった 時 間 のかかる 作 業 も、 大 がかりなものは 有 料 サービス 会 社 を 利 用 して
いるが、 日 常 のちょっとした 作 業 に 関 してはアーム 型 パワーアシスト 機 「 安 楽 ・アーム 楽 くん」が 活 躍
してくれる。
自 分 でも、 週 に 一 度 は 洗 濯 、また 別 の 一 日 には 簡 単 な 部 屋 の 掃 除 をするように 心 掛 けている。ロボッ
ト 洗 濯 機 は 衣 類 の 種 類 に 応 じて、また 汚 れの 内 容 に 応 じて 洗 濯 コースや 洗 剤 の 量 を 自 動 調 整 し、 無 駄 な
く 布 地 を 痛 めない 洗 濯 ができるし、 部 屋 の 掃 除 は 掃 除 ロボットが 大 方 の 仕 事 をしてくれるので、 世 話 な
しである。センターに 出 かけない 日 には、 昼 食 が 面 倒 に 感 じることもあったが、インテリジェントシン
ク 洗 浄 機 もあるので、 以 前 のように 時 には 昼 抜 きとかインスタント 食 品 ばかり、ということも 無 くなっ
た。
自 宅 の 一 軒 置 いた 斜 め 向 かいには、この 界 隈 では 特 にウマが 合 って 仲 の 良 かった 友 人 が 住 んでいるの
だが、 脳 卒 中 がもとで、 数 年 前 から 寝 たきりになっている。ほぼ 毎 日 介 護 ヘルパーが 通 って 世 話 をして
いるとのことなのだが、 週 に 一 度 くらいは 顔 を 出 して、 話 相 手 をするようにしている。 話 相 手 をするだ
けでなく、 一 緒 におにぎりやおやつを 食 べたり、 時 には 多 少 の 身 の 回 りの 世 話 をすることもあるのだが、
仲 の 良 い 友 達 だったとは 言 え、 友 人 の 側 が 気 を 遣 って、あるいは 引 け 目 を 感 じてか、あまり 喜 ばないこ
ともあり、 週 に 一 度 以 上 は 行 かないような 形 になってしまっている。
ちょうど 顔 を 出 した 時 に 介 護 ヘルパーが 来 ていると、 介 護 の 様 子 を 垣 間 見 ることもある。このところ、
以 前 とは 違 って 介 護 ロボットに 代 表 される 介 護 支 援 システムが 開 発 されて 来 たので、 小 柄 な 介 護 ヘルパ
ーさんでもパワーアシストスーツや、 腕 の 力 を 増 幅 しつつもデリケートな 動 きが 出 来 て 着 脱 が 容 易 な
「ヘルパーアーム」を 利 用 することで、 寝 ている 人 の 体 位 を 変 えたり 衣 類 の 着 脱 などを 行 うことが 簡 単
に 出 来 るようになった。また、ベッド 内 蔵 のポータブルトイレを 利 用 することで、 介 護 者 が 排 泄 物 や 汚
物 を 取 扱 わなければならない 機 会 も 大 幅 に 減 ってきた。また、このトイレには 洗 浄 、 乾 燥 機 能 も 付 いて
いるため、 蒸 れやかぶれといった 問 題 も 解 消 でき、 身 体 を 清 浄 に 保 つためにも 役 立 っている。
これらの 機 器 が 普 及 してきたおかげで、かつては 介 護 者 の 職 業 病 とまで 言 われていた 腰 痛 を 訴 えるヘ
ルパーやケアワーカーはほとんど 居 なくなったと 言 う。 生 きている 以 上 誰 にでも 必 要 な 生 理 現 象 とは 言
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え、 他 人 の 排 泄 物 の 処 理 といった 仕 事 をすることに 対 する 嫌 悪 感 や 躊 躇 も、これらの 機 器 が 普 及 してき
たことで 昔 話 となりつつあると 聞 く。また、 介 護 を 受 ける 側 にとっても、 自 分 の 汚 いところを 他 人 に 見
られたり 処 理 して 貰 わなければならないという 羞 恥 心 や 引 け 目 をほとんど 感 じる 必 要 がなくなったこ
とも、これらの 機 器 が 当 たり 前 のものとして 使 われる 時 代 なればこそ、である。
友 人 の 介 護 される 姿 を 垣 間 見 ながら、 自 分 もいずれはこのような 状 態 になるのだろうか、と 漠 然 と 感
じていた、 介 護 される 側 であることの 精 神 的 負 担 をあまり 感 じなくても 良 い 時 代 になったのだな、とい
う 安 堵 感 に 近 い 気 持 ちを 味 わうのであった。
自 宅 で 過 ごす 日 で、 掃 除 や 洗 濯 をしない 日 には、テレビを 漫 然 と 見 て 過 ごすことが 多 かったのだが、
バーチャル 同 居 システムが 導 入 されてからは、 放 課 後 の 孫 と 一 緒 にゲームをすることもある。これはも
う、 最 近 では 一 種 の 生 活 の 張 りにもなっている。 不 思 議 なことに、 彼 らと 遊 んだ 後 に 読 書 をする、とい
ったことも 却 って 多 くなった。テレビも、 興 味 深 い 番 組 だけを 選 んで 見 るようになった。ただ 相 撲 だけ
は 欠 かさず 熱 心 に 見 ている。シニアセンターにも 行 っているし、そこのマシンを 使 うことでも 刺 激 を 受
けているので、 認 知 症 になるようなことは 自 分 には 無 縁 だろう、と 楽 観 している。
夕 方 近 くなると 宅 配 の 夕 食 サービスが 届 けられるので、これをきっかけに 雨 戸 やカーテンが 未 だ 開 い
ていればスイッチ 操 作 で 雨 戸 を 閉 め、 届 けられた 食 事 のパックを 調 理 法 認 識 型 電 子 レンジで 温 め、おか
ずをつまみにしながら 時 にはビールを 飲 む。 食 事 パックにはタグが 埋 め 込 まれており、 電 子 レンジの 加
熱 等 の 調 理 法 は 自 動 判 定 されるので、 最 も 美 味 しい 状 態 で 出 来 たてのものが 食 べられるようになった。
また 休 日 などには、バーチャル 同 居 システムで 娘 一 家 と 会 話 しながら 一 緒 の 食 事 を 楽 しんでいる。ビー
ルはやはり 独 りで 食 事 をする 侘 しさを 紛 らわすため、という 心 理 的 要 因 が 大 きいようで、 娘 一 家 と 一 緒
に 食 事 をする 時 は、アルコールは 欲 しくならないのが 不 思 議 である。
時 に 気 が 向 いたり、あるいは 宅 配 のメニューが 自 分 の 好 みのもので 無 い 時 などには 簡 単 な 料 理 をする
こともある。 独 り 暮 らしでは 食 材 にも 無 駄 が 出 てゴミも 多 く、 後 片 付 けが 面 倒 になってしまうと 思 って
いたが、インテリジェント 冷 蔵 庫 と 台 所 のシンク 洗 浄 機 があるので、おっくうではなくなった。 時 には
外 で 夕 食 を、ということも 考 えないわけではないのだが、 坂 を 登 って 夜 道 を 帰 ることを 考 えると、 外 食
は 昼 に 限 る、というのが 今 の 心 境 である。 実 際 に 外 食 をする 機 会 は 夕 方 までシニアセンターに 居 た 時 、
その 帰 りに、という 場 合 くらいである。
ゆっくり 夕 食 を 済 ませて 手 早 く 後 片 付 けをしても 未 だ7 時 前 である。ソファに 寝 そべりながらテレビ
を 見 たり、 娘 や、 時 には 早 目 の 時 間 に 帰 って 来 た 娘 の 夫 ともバーチャル 同 居 システムで 話 をしたりする
のは 至 福 の 時 である。 時 に 気 が 向 けば、 以 前 から250タイトルほど 集 めていた 古 い 名 画 の DVD を 取 り
出 して 見 ることもある。 一 番 のお 気 に 入 りは、 白 黒 映 画 ではあるが「カサブランカ」である。
食 事 を 終 えてソファに 移 る 時 に 適 応 型 風 呂 の 自 動 給 湯 スイッチを 入 れる。これは 連 れ 合 いに 先 立 たれ
た 後 に、 娘 夫 婦 が 火 の 元 だけは 心 配 ということで、 自 動 式 に 取 り 替 える 費 用 を 出 してくれ、 改 装 したも
のであり、 風 呂 桶 のオーバーフローや 熱 湯 での 火 傷 などの 心 配 が 無 いだけでなく、その 日 の 天 候 や 体 調
に 合 わせた 湯 温 に 調 節 してくれるのはありがたい。
風 呂 は 一 日 を 締 めくくる 大 事 なイベントである。 夏 でも 汗 を 洗 い 流 すために 入 ることはもちろんだし、
冬 は 湯 船 に 浸 かって 温 まることは 言 うまでも 無 い。 見 守 りシステムを 導 入 する 前 には、 風 呂 場 で 亡 くな
った 友 人 のことが 気 になり、 不 安 感 もあったのだが、 今 ではシステムのお 陰 で 不 安 もないし、また 更 衣
所 、 風 呂 場 ともにインテリジェントエコ 空 調 が 作 動 しているので、 快 適 に 入 浴 を 楽 しむことが 出 来 てい
る。
風 呂 から 上 がり、 投 薬 リマインダに 教 えられて、 一 年 中 飲 んでいる 麦 茶 をコップに2 杯 と 薬 を 飲 んで
から 二 階 に 上 がる。テレビで 面 白 そうな 番 組 をやっている 時 には、 少 し 見 ることもある。 階 段 を 上 る 時
は 下 る 時 より 不 安 感 は 無 いので、 自 分 の 足 を 使 って 上 ることもあるが、センターのマシンで 頑 張 った 日
などには 昇 降 支 援 機 のお 世 話 になることもある。
二 階 の 寝 室 に 入 り、ベッドに 乗 る 時 にも、 立 ち 上 がり 支 援 機 を 使 えば、 尻 もちを 付 くようなこともな
く、 自 然 な 姿 勢 で 楽 に 座 ることが 出 来 る。
ベッドサイドにもテレビが 置 いてあるのだが、めったに 見 ることはない。ベッドで 本 を 読 むこともた
まにはある。 腕 や 肩 が 痛 くなってしまったり、うつぶせになって 姿 勢 を 変 えるのも、インテリジェント
ベッドが 優 しくサポートしてくれるし、 眠 りにつけば 自 動 照 明 システムにより 眠 りにあわせて 徐 々に 消
灯 するので 安 心 である。 元 来 が 楽 観 的 な 性 格 でもあるせいか、 何 か 考 えてしまって 眠 りにつけない、と
いった 悩 みはもともと 無 かったが、 最 近 は 精 神 状 態 も 極 めて 良 い。
さて、ここまでの 一 日 の 行 動 を 振 り 返 ると、 生 活 環 境 の 中 にある 実 にさまざまなものに 身 体 が 触 れて
いることに 気 付 く。ベッド、 手 すり、ドアノブ、その 他 もろもろである。また、トイレでは 便 座 に 座 っ
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ても 居 るし、 尿 もしている。この 間 、 心 拍 、 呼 吸 、 体 温 、 尿 成 分 、その 他 数 多 くの 生 体 情 報 が 計 測 され
ており、その 日 の 体 調 が 記 録 されている。 生 体 情 報 のそれぞれに 微 小 な 変 動 があっても 見 落 としてしま
うことが 考 えられるが、 多 数 の 情 報 を 用 いて 総 合 的 に 判 断 すれば、 少 しの 体 調 変 化 でも 見 落 とすことは
無 い。また、この 情 報 を 用 いることで、 空 調 の 温 度 、 照 明 、 食 事 のヒント、 風 呂 の 温 度 等 、 環 境 の 自 動
調 節 といったことは 言 うに 及 ばず 多 様 な 対 応 が 可 能 となっている。このシステムと 見 守 りシステムとは
連 動 しているので、 例 えば 体 調 が 悪 い 場 合 には、 自 覚 症 状 の 有 無 に 関 わらず 必 要 に 応 じて 地 域 のセンタ
ー 等 に 連 絡 が 行 き、 支 援 のボランティアやケアワーカー 等 が 様 子 を 見 に 来 てくれたり、 体 調 不 良 が 甚 だ
しい 場 合 には 救 急 への 通 報 も 行 われる。 監 視 されているようで 嫌 だと 思 ったこともあるが、プライバシ
ーが 守 られた 上 のことなので、 今 では、むしろ 安 心 に 感 じている。
さらには、 人 や 物 の 認 識 機 能 、コミュニケーション 機 能 などを 代 行 したり、 補 完 、 拡 張 する 技 術 の 進
展 により、バーチャル 同 居 システムのようなものまでが 現 実 のものとなっており、 物 理 的 にも 精 神 的 に
もサポートが 得 られる 時 代 に 生 きている 幸 いを 享 受 している、という 実 感 がある。
また、 食 品 や 衣 類 を 始 めとする 商 品 に IC タグが 内 蔵 されることが 常 識 となったため、 調 理 にしろ 洗
濯 にしろ、 機 械 に 任 せきりでも 人 がやるより 上 手 に 仕 上 げてくれるので 世 話 なしであり、 後 片 付 けでさ
えインテリジェントキッチン、シンク 洗 浄 機 、さらにはロボット 掃 除 機 に 任 せてしまえば 良 く、つくづ
く 家 事 も 便 利 になったものだと 思 う。
さまざまなロボットやパワーアシストシステムも、 屋 内 環 境 などに 埋 め 込 まれたタグを 用 いることで、
人 や 家 具 、 部 屋 など、 住 環 境 に 合 わせた 移 動 動 作 やハンドリング 動 作 が 容 易 となっており、それが 安 価
で 実 用 的 なシステムの 一 般 家 庭 への 浸 透 に 大 いに 役 立 っているのは 間 違 いないことである。
2.2.3 共 働 き 支 援
(1) 二 人 の 子 供 を 持 つ 共 働 き 世 帯 者
1)ユーザの 選 定
父 親 40 歳 、 母 親 38 歳 、 子 供 二 人 の 共 働 き 家 庭 。 子 供 は 小 学 校 3 年 (9 歳 )と 未 就 学 児 童 (4 歳 )、
未 就 学 児 童 は 昼 間 保 育 園 に 預 けている。 郊 外 の 分 譲 マンションに 住 んでおり、 父 親 は、 通 勤 に1 時 間 3
0 分 かかる 都 心 の 会 社 勤 めを 行 い、 母 親 は、 通 勤 時 間 20 分 の 地 方 公 務 員 。 父 親 は 残 業 が 多 く、 休 日 し
か 子 供 と 接 することができない。 母 親 は、 通 常 は 定 時 に 帰 宅 するが、キャリアとともに 責 任 も 重 くなり、
残 業 も 多 くなってきた。 両 親 世 帯 とは 別 居 しており、2 時 間 以 上 かかる 遠 方 に 住 んでいる。
父 親 、 母 親 とも 朝 6 時 に 起 床 する。 父 親 は 朝 食 を 取 り、 自 分 の 身 支 度 だけ 行 い、7 時 前 に 仕 事 に 出 か
ける。 母 親 は、 朝 食 の 支 度 を 行 いながら、 洗 濯 を 行 う。 子 供 たちは6 時 30 分 頃 から 起 き 出 し、 朝 食 を
摂 るため、 洗 濯 、 子 供 の 面 倒 見 、 自 分 の 身 支 度 の 並 行 作 業 になる。したがって、 朝 はとても 忙 しい。 上
の 子 は、7 時 30 分 に 学 校 に 出 かける。 母 親 は、7 時 45 分 に 家 を 出 、 下 の 子 を 保 育 園 に 送 り、その 足
でそのまま 勤 務 先 に 向 かう。
父 親 勤 務 先 、 母 親 勤 務 先 、 小 学 校 、 保 育 園 、と 日 常 の 活 動 は 家 族 バラバラであり、 日 中 のほとんどの
時 間 (6 時 間 程 度 )は 留 守 宅 になる。 一 番 先 に 帰 宅 するのは 上 の 子 であり、 午 後 3 時 過 ぎである。 母 親
は 午 後 5 時 30 分 に 勤 務 先 を 出 、 保 育 園 に 下 の 子 を 向 かえに 行 き、 帰 宅 する。 帰 宅 時 間 は18 時 前 後 と
なり、 上 の 子 が 帰 宅 してから 母 親 の 帰 宅 まで3 時 間 程 度 の 時 間 差 がある。 子 供 が 帰 宅 してから、 母 親 が
帰 宅 するまでの 安 全 が 心 配 であり、また、 時 折 、 子 供 がとても 寂 しい 思 いをし、 泣 いて 甘 えてくるので
胸 が 痛 くなる。 何 で、こうまでして 仕 事 をしなければいけないか、と 自 問 自 答 しつつ、もう 少 し 子 供 が
大 きくなるまでの 我 慢 、と 考 えて 仕 事 を 続 けている。
帰 宅 後 、 洗 濯 物 を 取 り 込 み、すぐに 夕 食 の 支 度 にとりかかり、19 時 くらいから 夕 食 。 夕 食 後 は 風 呂 、
後 片 付 け、 洗 濯 物 畳 み、とゆっくりテレビを 見 る 暇 もない。 後 片 付 けは 食 洗 器 に 任 せることも 多 いが、
それとて 面 倒 になることも 多 い。 子 供 を 寝 かしながら、 疲 れきって21 時 頃 にはそのまま 寝 てしまう。
父 親 は 残 業 で 疲 れて 深 夜 0 時 30 分 頃 に 帰 宅 し、1 人 で 軽 く 食 事 をしてすぐに 眠 る。
毎 日 は 時 間 に 追 われて 慌 しく 過 ぎていくため、 日 々 片 付 けられなかった 家 事 は 休 日 に 回 る。 掃 除 、 布
団 干 し、 大 きめの 洗 濯 物 、 一 週 間 分 の 食 料 品 の 買 出 し、 等 であり、 週 休 2 日 の 休 日 のうちの1 日 は、 家
事 で 潰 れてしまう。
上 記 のとおり、 日 々の 生 活 は 時 間 に 追 われて 大 変 だが、 子 供 が 病 気 になると 物 理 的 に 仕 事 をこなすこ
とが 不 可 能 となり、 非 常 に 困 っている。 親 世 帯 が 近 くに 住 んでいれば、 急 な 子 供 の 病 気 でも 面 倒 を 見 て
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もらえるが、 現 状 ではままならない。 朝 の 子 供 の 発 熱 を 検 知 し、すぐに 連 絡 をとっても、 両 親 が 到 着 す
るのを 待 っていれば、 会 社 には 遅 刻 してしまう。 子 供 が 病 気 になった 場 合 には、いつも、 父 親 、 母 親 の
どちらが、 休 むか、 遅 刻 ・ 早 退 するか、どちらの 仕 事 が 重 要 であるか、という 話 し 合 いになる。しかし、
どちらも 重 要 で 外 せない 仕 事 を 抱 えていることが 多 く、 本 当 に 困 っている。
2)システム 構 想
1 家 事 に 関 するもの
・ 自 動 開 閉 式 雨 戸 : 電 動 式 の 雨 戸 あるいはブラインド 等
・ 台 所 片 付 け 支 援 機 : 流 し 台 一 体 型 のゴミ 自 動 分 別 、ディズポーザ、 食 器 洗 浄 機
・ 料 理 配 膳 支 援 : 家 庭 向 け 物 流 インフラを 使 い、 食 器 毎 料 理 を 受 け 取 り、 食 事 後 は、 洗 わずにそのまま
食 器 毎 返 却 するシステム
・ 衣 服 クリーニング 支 援 : 家 庭 向 け 物 流 インフラを 使 い、 汚 れた 衣 服 をハンガー 毎 クリーニングに 出 し
、クリーニング 後 の 衣 服 をハンガー 毎 受 け 取 るシステム
・ 宅 配 便 集 配 達 支 援 : 家 庭 向 け 物 流 インフラを 使 い、 宅 配 便 の 収 集 ・ 送 付 を 留 守 宅 でできるようにする
システム
2セキュリティ、 安 心 、 安 全 に 関 するもの
・ 留 守 宅 見 守 り: 住 人 の 外 出 や 帰 宅 を 自 動 的 に 検 知 することで、 設 定 や 解 除 等 にあたり 面 倒 な 手 間 をか
けずに 留 守 宅 への 侵 入 等 を 検 知 し、 警 察 、 近 隣 の 家 、 本 人 や 友 人 の 携 帯 などに 通 報 するシステム
・ 通 学 見 守 り: 子 供 の 通 学 時 の 様 子 を 見 守 り、 連 れ 去 り、 事 故 等 を 検 知 し、 親 ・ 警 察 等 に 通 報 するシス
テム。GPS 等 で 位 置 確 認 も 行 える。
・ 親 留 守 宅 見 守 り: 共 働 き 世 帯 で 子 供 のみが 帰 宅 している 時 間 の 見 守 りシステム。 家 の 中 の 子 供 の 様 子
を 見 守 り、 事 故 発 生 時 等 に 親 、 警 察 等 に 通 報 するとともに、 勤 め 先 の 親 、 別 居 している 親 世 帯 とのコ
ミュニケーション 支 援 を 行 う。
3その 他 の 日 常 生 活 行 動 に 関 するもの
・バーチャル 同 居 システム: 食 事 の 際 などに、 遠 隔 地 にいる 親 世 帯 と 共 に 場 を 共 存 している 感 覚 を 味 わ
えるもの。 音 声 サラウンド、3Dホログラム 画 像 などの 利 用 。
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必 要 な 支 援
・ 留 守 宅 見 張 り
必 要 な 支 援
・ 子 守
父 親 の 生 活
母 親 の 生 活
第 一 子 の 生 活
第 二 子 の 生 活
家
通 勤
通 学
学 校
職 場
。5 時 6 時 7 時 8 時 9 時
10
時
11
時
12
時
13
時
14
時
15
時 16 時 17 時 18 時 19 時 20 時 21 時
22
時
23
時
24
時 1 時
食 事 ・ 身 支
留 守 宅
夕 食 ・ 就
就 寝 度
寝
食 事 ・ 身 支
夕 食 準 後 片 付
就 寝 弁 当 ・ 洗 濯 度
備 ・ 夕 食 け 風 呂
就 寝
食 事 ・ 身 支
おや テレビ・ 洗 濯 こ
テレビ・
就 寝 度 屋 外
つ 宿 題 み 夕 食 風 呂 宿 題
就 寝
就 寝
食 事 ・ 身 支
夕 食
就 寝 度
テレビ
風 呂
就 寝
通 勤 通 勤
通 勤 通 勤
通 学 通 学
通 学 通 学
保 育 園
学 校
職 場
職 場
必 要 な 支 援
・ 食 事 準 備 ・ 後 片 付 け
・ 洗 濯
・ 留 守 宅 に 備 えた 支 援
必 要 な 支 援
・ 通 学 見 守 り
図 2.2.3-1 共 働 き 世 帯 の 生 活 チャート
必 要 な 支 援
・ 食 事 準 備 ・ 後 片 付 け
・ 洗 濯
・ 留 守 宅 に 備 えた 支 援
64

3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
1 住 宅 内 サービスロボットシステム
住 宅 内 のロボットシステムとして 次 のようなサービスロボットが 考 えられる。たとえば、リビングで
サッカーのテレビ 観 戦 に 夢 中 になっている 親 子 が、 喉 が 渇 いたため、ロボットに 対 して 飲 み 物 を 取 りに
行 ってもらうものである( 図 2.2.3-2 参 照 )。
a.ヒューマンインタフェイスRTコンポーネントを 使 ってロボットを 呼 ぶ。ヒューマンインタフェ
ース 機 器 としては、 例 えばPDAが 使 われる。
b.ロボットはリビングに 設 置 された 人 検 知 センサRTコンポーネントと 通 信 し、 人 の 位 置 情 報 を 獲
得 しユーザのところへ 移 動 する。 次 にユーザの 飲 み 物 の 希 望 を 聞 き、 希 望 の 飲 み 物 が 冷 蔵 庫 内 にあ
るか 冷 蔵 庫 を 管 理 するRTコンポーネントに 問 い 合 わせ 確 認 する。 希 望 の 飲 み 物 が 無 い 場 合 には、
今 までに 学 習 したユーザの 好 みのものと 冷 蔵 庫 内 の 在 庫 から 飲 み 物 の 提 案 をする。
c.ロボットは 冷 蔵 庫 まで 移 動 してキッチン 照 明 RTコンポーネントに 通 信 して 照 明 を 点 灯 する。 次
に、 冷 蔵 庫 ドアRTコンポーネントと 通 信 して 冷 蔵 庫 ドアを 開 ける。 次 に、 視 覚 センサRTコンポ
ーネントとアーム・ハンドRTコンポーネントが 協 調 して 飲 み 物 を 取 り 出 す。 次 に、 冷 蔵 庫 ドアR
Tコンポーネントにドアを 閉 じる、 照 明 RTコンポーネントに 消 灯 の 通 信 を 行 う。
d. 冷 蔵 庫 より 取 り 出 した 飲 み 物 をユーザのところまで 運 びユーザに 差 し 出 す。
このように、ロボット、ヒューマンインタフェイス、 人 検 知 センサ、 照 明 、 冷 蔵 庫 などのRTコンポ
ーネントを 連 携 させてサービスを 提 供 する。
テレビ 観 戦 に 夢 中 で 喉 が 渇
ロボットは 部 屋 のセンサを 使
ロボットは、キッチン 照 明 、
取 り 出 した 飲 み 物 をユーザー
いたので 飲 み 物 を 取 って 来 て
って 人 の 位 置 を 検 出 し 移 動 。
冷 蔵 庫 ドアと 協 調 し、 飲 み
へ 届 ける。
もらうためにロボットを 呼 ぶ。
ユーザーのオーダーを 聞 き
物 を 取 り 出 す。
冷 蔵 庫 内 の 在 庫 を 確 認 。
2 集 合 住 宅 サービスロボットシステム
図 2.2.3-2 住 宅 内 ロボットシステム
住 宅 の 外 、たとえば 集 合 住 宅 の 共 用 スペースを 行 動 範 囲 としてサービスを 提 供 するロボットシステム
は 次 のようなものが 考 えられ、 住 宅 内 のロボットシステムよりも 実 現 は 早 いと 考 えられる。
図 2.2.3-3のように 集 合 住 宅 で 共 有 されている 運 搬 ロボットが、 入 居 者 の 荷 物 を 部 屋 まで 運 ぶ
というものである。その 部 屋 に 上 記 の 住 宅 内 ロボットシステムがあれば、それとの 連 携 も 可 能 となり 次
のようなサービスが 実 現 される。
a. 運 搬 ロボットに 対 して、 荷 物 をユーザの 住 戸 まで 運 び、 住 戸 内 での 置 き 場 所 も 指 示 する。
b. 運 搬 ロボットは 集 合 住 宅 共 有 のサーバからユーザ 住 戸 の 位 置 を 確 認 して 移 動 経 路 を 作 成 する。
また、ユーザ 住 戸 のサーバへ 室 内 用 ロボットを 待 機 させるように 連 絡 する。
65

c. 運 搬 ロボットは、ドア、エレベータのRTコンポーネントと 連 携 を 取 りながら 目 的 の 住 戸 まで 移
動 する。 目 的 の 住 戸 に 到 着 すると、ユーザ 住 戸 のサーバと 通 信 して 住 戸 のドアを 開 け、 室 内 用 ロボ
ットへ 荷 物 を 渡 す。また、この 時 、ユーザからの 室 内 での 置 き 場 所 の 指 示 を 室 内 用 ロボットへ 伝 達
する。
d. 室 内 用 ロボットは、ユーザの 指 示 場 所 に 荷 物 を 置 いていく。
運 搬 ロボットに、 買 って 来 た
運 搬 ロボットは、 依 頼 された
運 搬 ロボットは、 途 中 、エレベ
室 内 のロボットが、 住 人 の 指
荷 物 を 部 屋 まで 運 び、 所 定 の
住 人 の 住 戸 の 位 置 を 確 認 す
ータと 連 携 をとり 住 戸 へ 到 着 。
示 に 従 い、 荷 物 を 所 定 の 場
場 所 へ 置 くことを 依 頼 。
ると 共 に、 住 戸 のサーバーへ
室 内 のロボットへ 荷 物 を 引 き 渡
所 へ 置 く。
荷 物 を 届 けることを 連 絡 。
し、 住 人 の 指 示 を 引 き 継 ぐ。
図 2.2.3-3 集 合 住 宅 サービスロボットシステム
集 合 住 宅 サービスロボットシステムを 利 用 することにより、 以 下 のサービスの 提 供 が 可 能 になる。
(a) 衣 服 クリーニングサービス
共 働 き 世 帯 では 昼 間 に 不 在 であることから、クリーニングに 出 しに 行 くことや 取 に 行 くことが 困 難 で
ある。クリーニングの 宅 配 もあるが、 在 宅 時 間 の 特 に 夜 に 配 達 される 場 合 には 安 全 ・ 安 心 という 面 で 不
安 が 残 る。また 衣 服 の 素 材 や 形 状 、 好 みによってクリーニング 方 法 も 違 ってくるため、 最 適 なクリーニ
ングが 行 われないとクレーム 問 題 となる。 正 確 な 情 報 がクリーニングする 側 に 伝 えられなければ、 品 質
の 良 いクリーニングがされなくなってくるが、どのように 正 確 な 情 報 の 伝 達 と 収 集 をするかが 課 題 であ
る。
衣 服 クリーニングサービスは 以 下 のシステム 構 成 により 実 現 される。
・ 衣 服
衣 料 メーカでICタグが 取 付 けられ、 衣 服 の 種 類 、 形 状 ( 長 袖 、 襟 など)、 色 、 素 材 、クリー
ニング 方 法 などなどいろいろな 情 報 が 規 格 化 されたコードで 書 き 込 まれている。
・ハンガー
ハンガーにはICタグのリーダが 取 付 けられており、 衣 服 のタグの 読 み 書 きができる。
・ICタグリーダ
室 内 および 玄 関 にリーダがあり、 衣 服 ごとの 着 衣 時 間 をカウントし、 季 節 、 天 候 、 気 温 、 衣 服 情 報 か
らクリーニングの 要 否 をアドバイス。クリーニングを 選 択 した 衣 服 は、その 衣 服 情 報 がネットを 介 し
てクリーニング 店 に 届 き、 仕 立 て、 費 用 、 仕 上 り 日 などの 情 報 がクリーニング 店 から 返 ってくる。そ
の 情 報 からどのクリーニング 店 にするかを 選 ぶ。(ヒューマンインタフェイスは 室 内 のディスプレイ
でもサービスロボットなどでもよい。)
・クローゼット
クリーニングに 出 す 衣 服 は、マンションの 廊 下 から 取 り 出 せる 鍵 つきの 受 渡 し 口 へコンベアなどでハ
ンガーごと 自 動 的 に 移 動 する。 衣 服 のICタグには 持 ち 主 の 情 報 が 暗 号 化 され 書 き 込 まれている。
・ 回 収 ・ 配 達 ロボット( 図 2.2.3-4 参 照 )
回 収 時 :どの 部 屋 からクリーニングが 出 されたかの 情 報 が 伝 わり、マンションで 所 有 するロボットが
回 収 する。このロボットにより 集 められた 衣 服 がクリーニング 店 ごとに 分 けられ 引 き 渡 され
る。
66

配 達 時 :クリーニング 店 から 届 いた 衣 服 をICタグの 情 報 により 配 達 する。
回 収 ・ 配 達 ロボットは、いたずらなどによる 危 険 物 の 積 み 込 みがないように、 画 像 の 記 録
や 危 険 物 検 知 センサなどを 搭 載 している。 各 部 屋 の 受 渡 し 口 に 配 達 するときは、ロボット
が 受 渡 し 口 にドッキングし、 他 者 が 搬 送 物 を 見 たり 触 れたりできないようにしておく。 受
渡 し 口 はロボットだけが 開 閉 できる 構 造 である。
※ 以 上 の 説 明 では、ハンガーがコンベアで 移 動 したり、 回 収 ・ 配 達 をロボットで 行 ったりするが、こ
の 搬 送 部 分 はクリーニングを 出 したい 人 が 行 っても 良 い。
(a) 大 型 運 搬 ロボット
(b) 荷 物 搬 送 支 援 ロボット
(b) 食 材 仕 分 け 宅 配 サービス
図 2.2.3-4 集 合 住 宅 内 搬 送 ロボット
スーパー 等 で 提 供 されている 共 同 購 入 による 食 材 の 宅 配 サービスは、 昼 間 に 買 い 物 に 行 くことが 困 難
である 共 働 き 世 帯 にとって 非 常 に 便 利 なサービスである。 不 在 でも、 専 用 箱 (コンテナ)で 冷 蔵 品 でも
冷 凍 品 でも 玄 関 先 に 置 いていってもらえるが、 集 合 住 宅 の 場 合 、 共 用 スペースに 置 いたままにされるこ
とになり、 防 災 ならびに 防 犯 上 問 題 がある。 業 者 による 配 達 後 、 速 やかに 各 家 庭 に 仕 分 けして 注 文 品 を
引 き 取 って 箱 を 片 付 ける 必 要 がある。
集 合 住 宅 サービスロボットシステムにより、 以 下 のサービスが 可 能 となる。 集 合 住 宅 の 共 用 スペース
でロボットがコンテナを 受 け 取 り、 個 別 宅 ごとに 食 材 を 仕 分 けておく。この 際 、 冷 蔵 ・ 冷 凍 品 の 別 によ
り 温 度 管 理 を 行 える 戸 別 毎 のストレージを 用 意 しておく。ロボットは 当 該 家 庭 の 帰 宅 を 検 知 すると、 一
戸 ごとに 配 達 する。
(c) 資 源 ごみ 収 集 サービス
資 源 ごみは、ビン・ 缶 ・ペットボトル・ 古 紙 と 多 種 類 あり、 分 別 収 集 することによってはじめてリサ
イクルとして 社 会 還 元 される 特 徴 がある。 核 家 族 化 している 集 合 住 宅 世 帯 では、 戸 別 には 集 積 率 が 低 く、
家 庭 内 で 分 別 して 溜 め 込 むことが 困 難 である。 一 方 、 収 集 に 出 すときには、 重 さ・ 体 積 とも 相 当 な 量 と
なり、 運 搬 に 負 担 がかかる。 缶 の 場 合 は 圧 縮 して 潰 したり、ペットボトルの 場 合 はパッケージのフィル
ムを 剥 がしてから 潰 すといった 手 間 もかかる。さらには、 忙 しい 人 にとっては、 週 に 一 回 の 収 集 のタイ
ミングを 逸 すると 非 常 に 面 倒 なことになり、これらを 守 らずに 資 源 ごみではなく、ごみ 出 ししてしまう
住 人 もいる。
集 合 住 宅 サービスロボットシステムにより、 以 下 のサービスが 可 能 となる。 集 合 住 宅 の 住 人 は、 資 源
ごみが 少 したまるとロボットを 呼 び 出 す。ロボットが 新 聞 ・ 雑 誌 を 自 動 でまとめてくれるので、 括 って
出 す 必 要 はない。ビン・ 缶 ・ペットボトルは、 住 人 が 洗 っていないと(ある 程 度 のニオイがしたら) 受
け 取 らない。 缶 についてはアルミ 缶 であるのか、スチール 缶 であるのか 等 を 自 動 判 別 し、 住 人 から 受 け
取 りながら 潰 していく。ロボットが 保 持 できるキャパシティーを 超 えたら、 共 用 スペースへ 移 動 し、 資
源 ごみごとに 取 りまとめて 保 管 する。ロボットは 資 源 ごみ 回 収 のタイミングを 知 っているので、ゴミス
テーションに 出 すタイミングを 逸 することはない。
集 合 住 宅 サービスロボットシステムの 運 用 モデルとして、 図 2.2.3-5に 示 すように、マンショ
ンデベロッパと 本 システムに 協 賛 するクリーニング 店 (あるいは、ごみ 収 集 を 行 う 自 治 体 等 )による 導
入 が 考 えられる。クリーニング 店 に 支 払 われる 費 用 に 本 システムの 一 部 が 含 まれており、 費 用 回 収 する。
集 合 住 宅 購 入 費 用 または 管 理 費 用 に 本 システムの 導 入 費 用 が 含 まれていても 良 い。
67

ロボットメーカ
回 収 ・ 配 達
ロボット
代 金
(マンションデベロッパと
クリーニング 店 が 共 同 で)
マンション
デベロッパ
ロボット
購 入 費
(クリーニング 代 の 一 部 )
協 賛
クリーニング 店
クリーニング
マンション
住 人
クリーニング 代
図 2.2.3-5 ビジネスモデル
2.2.4 住 宅 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
(1) 住 環 境 における 環 境 構 造 化 デザイン
1) 無 い」から「 有 る」そして「 使 える」へ
自 動 車 では 様 々なセンサが 使 われて 性 能 向 上 に 役 立 っているのに 比 較 して、これまで 住 宅 には 殆 どセ
ンサが 設 置 されていなかった。 数 少 ない 例 であるセキュリティーシステムで 用 いられる 開 閉 検 知 用 のマ
グネットスイッチ 等 は 後 付 けで 意 匠 性 に 乏 しいものが 殆 どで 配 線 工 事 が 必 要 になる 等 の 問 題 があるだ
けでなく、それを 用 いる 事 で 得 られるメリットを 居 住 者 が 日 常 生 活 で 実 感 することができない 状 態 であ
った。 近 年 、センサの 小 型 化 ・ 省 電 力 化 が 進 展 し 建 材 や 設 備 機 器 への 内 蔵 が 物 理 的 にもコスト 的 にも 現
実 的 になってきた。 今 後 はセンサ 設 置 に 特 別 な 工 事 が 必 要 になるのではなく、 従 来 通 りの 施 工 を 行 えば
自 動 的 にセンサが 埋 め 込 まれた 空 間 が 提 供 される 様 になることが 予 想 される。
単 純 に 沢 山 のセンサ 情 報 が 得 られるだけでは 居 住 者 の 利 便 性 や 快 適 性 を 高 めることはできない。 溢 れ
る 情 報 を 如 何 に 取 捨 選 択 して 有 意 義 な 情 報 を 抽 出 できるかがポイントとなる。 設 置 すべきセンサの 種 類 、
数 量 、 場 所 、 形 状 そしてそられから 得 られた 情 報 をどの 様 に 処 理 したら 良 いかのノウハウも 無 い 状 況 で
ある。センサネットワークが 騒 がれて 久 しいが 電 気 的 なレベルでの 検 証 に 留 まっているのが 現 状 で 今 後
の 開 発 が 待 たれる。
2) 住 宅 のセンサ 化 による 変 化
センサネットワークやロボット 技 術 が 効 果 的 に 導 入 されることで 住 宅 にどの 様 な 変 化 が 生 じるのか、
デザインや 形 状 等 の 物 理 的 な 変 化 と 使 い 勝 手 等 の 機 能 的 変 化 に 分 けて 想 定 する。
1 物 理 的 変 化
例 えば、 住 宅 用 太 陽 電 池 では 以 下 の 様 にモジュールの 設 置 形 態 が 変 化 する 事 で 意 匠 性 が 高 まると 共 に
コストダウンが 進 み 普 及 に 弾 みをつけることができた。 即 ち、 新 たな 設 備 部 品 を 住 宅 に 設 置 するのでは
なくて、 現 在 ある 設 備 部 品 を 置 き 換 えることが 重 要 なポイントであった。 例 えば、 住 宅 用 太 陽 電 池 につ
いては、 置 き 型 PV(photovoltaic) → 屋 根 一 体 型 PV → 建 材 型 PV へと 変 遷 してきている。
これを 参 考 にセンサやロボットが 普 及 した 状 況 を 想 定 することができる。センサの 小 型 化 、 省 エネ 化
が 進 み 様 々な 建 材 や 設 備 機 器 に 内 在 されるようになり、 外 観 はこれまでの 住 宅 と 殆 ど 変 わらないデザイ
ンが 可 能 となる。また、 従 来 通 りの 工 事 を 行 うだけでセンサネットワークが 自 動 的 に 形 成 されるので 特
68

別 な 配 線 工 事 コストが 不 要 で 普 及 が 進 む 事 が 予 想 される。
例 に 示 したのは 窓 やドアを 現 状 の 形 状 のままで 多 機 能 ロボット 化 したものである。 従 来 窓 は 電 源 や 通
信 等 の 配 線 を 行 う 場 合 等 には 障 害 でしかなかったが、ロボット 化 によってむしろ、 情 報 や 電 源 のターミ
ナルとなる 可 能 性 が 考 えられるかもしれない。 開 口 部 ロボットは 以 下 のように 実 現 できるものと 考 える。
・センサ
開 閉 検 知 センサ、ガラス 破 壊 検 知 センサ、こじ 開 け 検 知 センサ、 施 錠 検 知 センサ、 人 感 センサ、 生 体
認 証 センサ、 結 露 検 知 センサ、 他
・ 機 能
オートロック、パワーアシスト、 自 動 開 閉 、セルフクリーニング、オートロック、 音 声 発 生 、シャッ
ター・ブラインド・カーテン 開 閉 、 他
窓 への 不 審 者 の 接 近 を 検 知 すると 窓 が 自 動 的 に 閉 められて 音 声 による 威 嚇 を 行 う 機 能 は、 窓 を 開 け 放
して 過 ごしたい 快 適 なシーズンに 不 審 者 の 侵 入 を 心 配 せずに 済 むのは 便 利 なだけでなく 安 心 である。ま
た、 窓 の 大 型 化 だけでなく 断 熱 性 を 高 める 為 のガラスの 複 層 化 や 防 犯 性 を 高 める 為 の 防 犯 ガラス 化 に 伴
う 窓 の 重 量 化 は 子 供 や 老 人 が 開 け 閉 め 困 難 な 状 況 を 生 み 出 している。 窓 の 開 閉 をパワーアシストする 事
は 高 齢 化 社 会 に 向 けての 魅 力 的 なアプリケーションとなる。 同 様 に、 窓 ガラスの 掃 除 は 手 間 がかかるだ
けでなく 高 所 に 設 置 された 窓 では 作 業 自 体 が 危 険 なのでセルフクリーニング 機 能 は 是 非 とも 欲 しい 機
能 である。 窓 廻 りのシャッターやカーテン 等 も 適 切 に 制 御 することで 空 調 光 熱 費 を 抑 える 事 が 期 待 でき
る。
2 機 能 的 変 化
センサが 空 間 に 埋 め 込 まれ、その 情 報 を 的 確 に 活 用 すれば、これまで 操 作 が 煩 雑 だった 機 器 が 特 別 な
操 作 無 しで 使 えるようになったり、 雨 漏 りや 配 管 からの 水 漏 れ 等 の 不 具 合 を 早 期 に 発 見 して 対 応 するこ
となどのメンテナンス 支 援 が 可 能 になる。 複 雑 な 操 作 は 手 間 がかかるだけでなく 操 作 ミス 発 生 の 確 率 が
高 くなるため、そうしたミスを 防 止 する 役 割 は、センサ 活 用 の 重 要 な 目 的 となるが、それだけでなくセ
ンサがなければ 提 供 できなかった 全 く 新 しい 様 々なサービスの 登 場 が 今 後 のセンサ、ロボットの 普 及 の
上 では 重 要 なポイントとなる。
以 下 に、セキュリティーシステムの 使 い 勝 手 の 変 化 について、ある 家 庭 の 休 日 の 朝 と 昼 間 を 想 定 し、
センサを 活 用 した 場 合 とそうでない 場 合 を 比 較 する 形 でシナリオ 風 に 説 明 する。
シナリオ1:ある 休 日 の 朝
最 近 、 近 所 で 泥 棒 騒 ぎがあった。 物 騒 な 時 代 になったものだ。 家 族 の 安 全 を 考 えて 少 し 高 かったがセ
キュリティシステムを 設 置 した。これで 安 心 だろう。
日 曜 日 の 朝 、 夫 も 子 供 達 もまだ 眠 っている。セキュリティシステムを 解 除 するのを 忘 れない 様 に 注 意
しながら 玄 関 を 出 て 新 聞 を 取 ると、 丁 度 向 かいの 奥 さんと 出 会 う。ゴミ 出 しのルールが 変 わって 面 倒 に
感 じていたので、どんな 感 じで 対 応 しているのか 話 を 聞 いてみると、 同 じような 悩 みを 持 っていると 分
かった。 話 題 になっている 子 供 の 給 食 代 の 件 など、ついつい 話 し 込 んでしまった。その 頃 、 物 陰 から 様
子 を 伺 っていた 泥 棒 がカギのかかっていない 玄 関 から 侵 入 。 庭 の 窓 を 開 けて 逃 げ 道 を 確 保 してから 人 気
のない 居 間 で 物 色 を 開 始 、5 分 程 で 作 業 を 終 えて 庭 先 から 裏 の 路 地 へ 逃 げていった。
気 が 付 くと30 分 も 経 っていた。そろそろ 朝 食 の 準 備 をしようと 家 に 戻 る。 玄 関 を 開 けて 部 屋 に 戻 る
と、どうも 様 子 がおかしい。 居 間 の 引 き 出 しが 荒 らされて 通 帳 や 印 鑑 が 無 くなっていた。
日 曜 日 の 朝 、 夫 も 子 供 達 もまだ 眠 っている。 目 を 覚 まさない 様 に 注 意 しながら 朝 刊 をとりに 出 る。 丁
度 向 かいの 奥 さんと 出 会 う。ゴミ 出 しのルールが 変 わって 面 倒 に 感 じていたので、どんな 感 じで 対 応 し
ているのか 話 を 聞 いてみると 同 じような 悩 みを 持 っていると 分 かった。 話 題 になっている 子 供 の 給 食 代
69

の 件 など、ついつい 話 し 込 んでしまう。その 頃 、 物 陰 から 様 子 を 伺 っていた 泥 棒 が 玄 関 から 侵 入 を 試 み
るがオートロックされている。セキュリティシステムも 作 動 している 様 なので 諦 めて 立 ち 去 る。
気 が 付 くと30 分 も 経 っていた。そろそろ 朝 食 の 準 備 をしようと 家 に 戻 る。 指 紋 で 開 錠 して 室 内 に 入
る。 今 日 も 一 日 良 い 日 になりそうだ。
シナリオ2:ある 休 日 の 昼 間
リモコンの 電 池 が 切 れているのに 気 が 付 きお 父 さんが 近 所 のコンビニへ 買 出 しに 出 掛 ける。 最 近 物 騒
な 話 が 多 いので 念 の 為 セキュリティシステムをセットして 外 出 。 留 守 番 をしていた 子 供 達 が 部 屋 の 中 が
暑 くなったので 窓 を 開 けてしまう。 警 報 が 鳴 り 響 き 大 騒 ぎになり 奥 さんが 慌 てて 警 戒 を 解 除 する。 奥 さ
んは 警 戒 解 除 のままで 家 事 に 戻 ってしまった。 子 供 達 がテレビに 夢 中 になり 奥 さんが 洗 面 所 で 洗 濯 をし
ていたところ、 誰 も 居 ない 開 けっ 放 しにした2 階 から 泥 棒 が 侵 入 。 寝 室 を 物 色 し 通 帳 や 宝 石 類 を 盗 って
逃 走 。
リモコンの 電 池 が 切 れているのに 気 が 付 きお 父 さんが 近 所 のコンビニへ 買 出 しに 出 掛 ける。 玄 関 から
表 にでると 玄 関 がオートロックされた。 指 紋 で 開 錠 できるのでカギを 持 ち 歩 く 必 要 がないので 便 利 だ。
出 掛 けた 時 は 涼 しかったのだが、 部 屋 の 中 が 暑 くなったので 子 供 達 が 窓 を 開 ける。 家 族 が 窓 を 開 けたこ
とをセンサで 把 握 して 一 時 的 に 警 戒 を 解 除 するので 警 報 が 鳴 ることもない。 子 供 達 がテレビに 夢 中 にな
り 奥 さんが 洗 面 所 で 洗 濯 をしていたところ、 開 けっ 放 しにした2 階 の 窓 に 泥 棒 が 接 近 する。 不 審 者 の 接
近 がセンサでキャッチし 警 報 を 発 すると 共 に 窓 が 自 動 的 に 閉 鎖 され 侵 入 を 防 ぐことができた。
(2) 環 境 情 報 構 造 化 のための 住 宅 インフラ
今 日 のインテリジェントビルにさらにRTの 機 能 を 追 加 することで、より 安 全 安 心 快 適 な 集 合 住 宅 が
実 現 するのはそう 遠 い 先 のことではない。そのような 近 未 来 のRT 集 合 住 宅 インフラの 実 現 を 早 めるポ
イントは2つある。 一 つは 技 術 的 な 工 夫 としてRTのための 環 境 情 報 の 構 造 化 であり、もう 一 つは2.
2.3の3)に 述 べたような、 制 度 的 な 工 夫 としてRT 集 合 住 宅 ビジネスモデルの 構 築 である。ここで
は 集 合 住 宅 における 前 者 の 環 境 情 報 構 造 化 技 術 に 関 して、 特 に 集 合 住 宅 側 の 共 用 設 備 に 求 められる 仕 様
について 解 説 する。
RT 集 合 住 宅 の 実 現 を 早 めるためには、ロボット 単 体 の 知 能 を 高 める 努 力 だけではなく、ロボットに
とって 活 動 し 易 い 建 物 側 の 環 境 をインテリジェント 化 することがより 重 要 である。そのような 環 境 情 報
構 造 化 を 進 めるための 建 物 側 の 共 有 設 備 をここでは「 環 境 情 報 構 造 化 のための 集 合 住 宅 インフラ」とよ
ぶことにする。
一 般 的 な 集 合 住 宅 の 共 用 インフラとしては、 情 報 通 信 ・ 電 力 ・ 建 築 物 ・ 什 器 ・ガス・ 水 道 ・ 照 明 ・エ
レベータ・ 自 動 ドアなど 多 岐 に 渡 る。これらの 内 、 環 境 情 報 構 造 化 のための 集 合 住 宅 インフラとしては、
情 報 通 信 ・ 電 力 ・ 建 築 が 特 に 重 要 である。 以 下 では、 集 合 住 宅 入 り 口 から 各 戸 口 までをカバーする 物 流
システムを 例 題 として、これら 主 に3つのインフラに 要 求 される 機 能 について 述 べる。なお 使 用 するロ
ボットの 形 態 は、 自 走 式 とレール 式 に 大 別 できるが、ここでは 環 境 情 報 構 造 化 技 術 の 例 題 としてより 望
ましいと 思 われる、 自 走 式 に 関 して 解 説 する( 図 2.2.4-1 参 照 )。
70

1) 情 報 通 信 インフラ
図 2.2.4-1 集 合 住 宅 共 用 搬 送 ロボットのイメージ
集 合 住 宅 内 に 自 走 式 ロボットを 導 入 するためには、 人 とロボットと 集 合 住 宅 設 備 と 有 機 的 に 連 携 させ
る 必 要 がある。すなわち、 人 間 とロボットの 状 態 をセンシングし、そのデータをロボットコントローラ
に 伝 送 し、 適 切 な 処 理 の 後 、ロボットや 集 合 住 宅 設 備 に 指 令 を 送 る 仕 組 みが 重 要 である。これらの 情 報
の 流 れを 司 るのが 情 報 通 信 インフラであり 集 合 住 宅 RT 化 の 要 である。この 情 報 通 信 インフラは、ハー
ドウェア 的 には 有 線 と 無 線 のネットワークとそれに 接 続 される 様 々なセンサデバイスに 大 別 される。
( 図 2.2.4-2 参 照 )
図 2.2.4-2 RT 集 合 住 宅 用 情 報 流 通 インフラ 概 念 図
71

1 有 線 ネットワーク
IPプロトコルをベースとした 一 般 的 なイントラネット( 狭 義 のLAN)と、Echonet、 LonWorks 等
のセンサ 専 用 ネットワークに 大 別 される。 今 後 益 々デファクト 化 が 進 むLANにおいては、 集 合 住 宅 内
を 縦 横 無 尽 にイーサケーブルや 光 ケーブルが 配 線 され、それらは 集 合 住 宅 内 部 イントラとインターネッ
トを 接 続 する 集 合 住 宅 統 合 ゲートウエイ(サーバ)、ファイアウォール、ルータ・ブリッジ・ハブ・ 情
報 コンセント、メディア 変 換 機 、 各 家 庭 に 置 かれるホームゲートウェイなどのノード 機 器 により 接 続 さ
れる。これらのノード 機 器 は、 集 合 住 宅 内 部 の 専 用 サーバ 室 等 の 共 有 通 信 インフラルームや 情 報 ダクト、
家 庭 に 収 納 される。
2 無 線 ネットワーク
自 走 式 ロボットとサーバとの 通 信 、あるいは、 建 物 の 構 造 上 ケーブルを 敷 設 しにくい 場 所 では 無 線 通
信 が 利 用 される。
イントラネットを 無 線 化 したものは、 一 般 に 無 線 LANと 呼 ばれ、これを 構 成 するのは、 無 線 局 、 子
機 、 無 線 ルータ 等 である。またAd hocな 無 線 センサネットワークとして、Zigbee、
Bluetoothなども 場 合 によっては 利 用 される。これらは 本 来 、サーバが 予 め 存 在 しないような
状 況 で、 緊 急 的 ・ 一 時 的 に 活 用 されることが 多 い。
3センサデバイス
センサは 千 差 万 別 であるが、 今 回 の 例 題 では、 人 間 が 歩 く 環 境 にロボットも 共 存 する 必 要 があること
から、 人 間 とロボットの 位 置 の 計 測 のためのセンサが 特 に 重 要 である。
a. 人 間 の 位 置 計 測
ロボットとの 衝 突 を 防 ぐためには、 人 間 の 存 在 を 認 識 してその 位 置 をシステム 側 が 把 握 しておく 必 要
がある。そのための 人 間 の 位 置 計 測 法 としては 環 境 に 設 置 されたカメラ、 人 間 が 保 持 する 携 帯 電 話 やI
Cタグ、 赤 外 線 カメラ 等 がある。これらの 計 測 技 術 により 人 間 の 位 置 を 把 握 し、ロボットが 人 間 の 負 担
にならないよう 自 然 にすり 抜 ける 誘 導 制 御 技 術 が 求 められる。その 際 には、ロボットの 次 のアクション
を 人 間 側 に 積 極 的 に 知 らせる 仕 組 みもまた 必 要 である。すなわちロボットの 未 来 の 行 動 を、 音 や 光 で 人
間 側 に 自 然 に 伝 えるためのインタフェースを、ロボットあるいは 環 境 側 に 設 置 することで、 人 間 の 自 然
な 移 動 を 妨 げることなく、ロボットとの 共 存 が 可 能 となる。
b.ロボットの 位 置 計 測
建 物 側 に 様 々なセンサあるいはマーカーを 埋 め 込 む 事 により、ロボットの 位 置 を 簡 単 に 計 測 する 工 夫
が 求 められる。 以 下 では 代 表 的 なものを 説 明 する。
・カメラ
ロボットの 経 路 の 要 所 要 所 にカメラを 配 備 することでロボットの 位 置 計 測 が 可 能 となる。カメラの 存
在 を 人 間 に 知 らせるかどうかはプライバシーに 問 題 に 関 わるが、 見 守 り・ 監 視 機 能 に 対 する 住 人 の 同
意 が 得 られれば 積 極 的 に 配 備 し、 様 々な 機 能 に 使 う 事 が 可 能 である。 位 置 測 定 精 度 は、ズーミングの
大 きさと 表 裏 一 体 であるので、 全 体 を 見 る 広 角 カメラとズーミングアップするカメラとを 併 設 するこ
とで、 数 cmレベルの 精 度 でロボットの 位 置 を 計 測 することが 可 能 となる。また、ロボット 側 にビジ
ュアルマーカーと 貼 り 付 けることで、 環 境 カメラが 認 識 しやすくする 工 夫 も 重 要 である。
・バーコード
壁 や 柱 の 要 所 にロボット 用 のバーコードを 貼 り 付 けておくことでロボットは 簡 単 に 自 分 の 位 置 を 認
識 できるようになる。そのバーコードには 位 置 情 報 そのもの、あるいはその 情 報 を 収 納 するURL 情
報 がエンコードされる。
・ 特 殊 マーカー・ランドマーク
72

バーコードはロボットにとって 見 易 いが 人 間 には 分 かり 難 いし 美 しいものではない。そのため、 人 間
にもロボットにも 認 識 し 易 く 意 匠 性 のあるタイプの 目 印 が 実 用 化 されている。これも 人 間 とロボット
の 共 存 のための 工 夫 の 人 である。
・ライン
工 場 の 自 律 搬 送 車 (AGV)に 見 られるように、ロボットの 移 動 経 路 用 にロボットのカメラが 認 識 し
易 いラインを 床 に 予 め 描 いておくことで、 確 実 な 移 動 ロボットの 誘 導 が 可 能 となる。この 場 合 、 意 匠
性 のある 床 に 無 機 質 なラインが 描 かれるのは 人 間 との 共 存 に 望 ましくないので、 画 像 透 かしのような
技 術 により、 人 間 にとって 目 障 りにならないラインも 重 要 である。
・ 赤 外 線 センサ・ 超 音 波 センサ
環 境 とロボットの 間 の 距 離 を 測 定 する。 建 物 側 の 要 所 に 配 備 することで、ロボットと 環 境 との 距 離 や
傾 きを 一 定 に 保 つような 誘 導 に 使 われる。
・ 室 内 GPS
室 内 GPSは 通 常 のGPSを 屋 内 に 人 工 的 に 拡 張 したものである。スードライト 等 の 擬 似 的 な 基 準 電
波 発 信 装 置 を 要 所 に 配 備 することでGPSと 同 様 な 原 理 で 数 cmレベルの 精 度 でロボット 位 置 の 計
測 が 可 能 である。
・マイクロフォン
ロボットの 経 路 の 要 所 要 所 にマイクロフォンを 配 備 することで 人 間 のバルクな 存 在 や、 緊 急 状 態 にお
ける 環 境 音 を 取 得 する 事 ができる。これもプライバシーに 問 題 に 関 わるので 利 便 性 とのトレードオフ
になる。
・ICタグ
環 境 構 造 化 の 要 であり、 受 動 型 と 能 動 型 が 存 在 する。 価 格 の 安 い 受 動 型 は、 床 や 壁 、 建 築 物 に 数 多 く
配 備 することが 可 能 となり、ICタグ 受 信 機 を 有 するロボットが 容 易 に 自 分 の 位 置 を 把 握 することが
可 能 となる。また 能 動 型 は、 通 信 可 能 距 離 が 大 きくまたそれ 自 身 に 様 々な 処 理 機 能 を 持 たせることが
可 能 である。
以 上 の 位 置 計 測 技 術 は、コスト・ 精 度 ・プライバシー 等 の 観 点 から 該 当 住 宅 の 実 情 にあった 最 適 なも
のが 選 ばれることとなる。
2) 電 力 インフラ
集 合 住 宅 内 を 移 動 するロボットにとって 効 率 的 な 電 力 供 給 は 生 命 線 でありそのために 集 合 住 宅 内 廊
下 や 踊 り 場 に、ロボット 用 電 力 スタンドを 設 置 しておく 必 要 がある。ロボットが 自 己 のバッテリーの 消
費 状 態 から 自 律 的 にそのスタンドに 向 かい 給 電 する 仕 組 みは、 技 術 的 にはほぼ 完 成 されている。 従 って、
なるべく 少 ないスタンドをどこに 配 置 するかという、 最 適 電 力 配 置 が 重 要 な 課 題 である。また 停 電 時 の
安 定 化 電 源 設 備 なども 重 要 なインフラとして 準 備 される。
3) 住 宅 におけるその 他 のインフラ
a. 床
車 椅 子 が 快 適 に 移 動 できる 環 境 は 自 走 式 ロボットにとっても 快 適 だといえる。そのためには 段 差 の 無
い 床 、 開 閉 の 容 易 なドア 等 、 車 椅 子 利 用 者 にとって 快 適 な 建 物 構 造 が 重 要 である。
b.エレベータ
集 合 住 宅 における 自 走 式 ロボットの 場 合 、 階 の 移 動 は 人 間 用 のエレベータを 利 用 することが 自 然 であ
る。エレベータの 呼 び 出 しやドアの 開 閉 等 の 制 御 は、ロボットとの 通 信 で 連 携 することで、 時 間 的 に
ロスの 少 ない 効 率 的 な 誘 導 が 可 能 となる。
c. 照 明
カメラにとって 十 分 かつ 安 定 したな 照 明 は 極 めて 重 要 である。ただし 人 間 が 快 適 と 感 じる 照 明 環 境 を
壊 しては 行 けないので、そこも 居 住 性 とのトレードオフとなる。
d.ドア
現 行 のインテリジェント 集 合 住 宅 では 既 に 一 般 的 であるセキュリティを 確 保 した 入 室 退 室 管 理 シス
テムとロボットが 連 携 することが 重 要 である。 例 えば、どの 住 人 がいつ 帰 って 来 たという 情 報 をロボ
ットが 素 早 く 知 ることでその 住 人 へのメッセージ 等 を 迅 速 に 伝 えることが 可 能 となり、 場 合 によって
73

は、 輸 送 途 中 でロボットから 人 間 に 搬 送 物 を 渡 すというようなことも 可 能 となる。
以 上 述 べてきたように、 環 境 情 報 構 造 化 のための 集 合 住 宅 インフラは、 人 間 との 共 存 が 最 重 要 な 視 点
である。すなわち、 人 間 にとってもロボットにとっても、 住 み 易 い 環 境 作 りがポイントとなる。そのた
めには、 従 来 の 人 間 専 用 として 作 られている 集 合 住 宅 の 既 存 インフラを 大 幅 に 改 造 することなしに、こ
れらRTインフラを 追 加 することが 望 ましい。この 観 点 から、 今 後 集 合 住 宅 で 大 量 に 利 用 される 建 材 は、
予 めセンサが 内 部 に 配 備 され、 機 能 上 もデザイン 上 も 人 間 にとって 快 適 な 物 が 量 産 されることになる。
この 量 産 効 果 によりRT 集 合 住 宅 の 実 現 がコスト 的 ・ビジネス 的 に 妥 当 なものになることが 期 待 される。
(3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
1) 環 境 構 造 化 のデザイン
Text Text
Text
3. 機 能 デザイン・ 統 合
Forward RightLeft Stop Object
Forward Right Left Stop
Forward Right Left Stop
Right Left
Object
Context
Ontology
Intention
Ontology
Intention
Intention
Intention
No intention
No intention
No intention
Gaze No gaze
Gaze No gaze Speed Location
Gaze No gaze
Common ontology
Forward
StepLeftRight
No intention
他 のサービスロボットと GazeNo gazeSpeedLocation 情 報 共 有
Object
Forward
Forward
Right
Right
Right
Left
Left
Left
Step
Step
object
Robot
Human vehicle
室 内
サービス 情 報
マッチング
ドアの 開 閉
車 内
押 す
つかむ
まわす
マイニング
意 図 認 識 プロファイリング
サービス
再 構 成
サービス( 環 境 から ロボット
ノード Action スキル 情 報 ) ルーム
1. 相 互
作 用
状 況
4.システムインテグレーション(1+2+3の 機 構 )
好 み
嗜 好
趣 味
の 獲 得
2. 記 述 原 理
スキル
ひく
ロボット 動 作
押 す
つかむ
まわす
ひく
ロボット 動 作
ロボット
カー
ノブ 式 扉
引 き 戸
回 転 扉
自 動 扉
環 境 情 報
エアコン
オーディオ
ブレーキ
ステアリング
環 境 情 報
環 境 から
スキル
獲 得
Lv.1
一 般 家 庭
Lv.2
iRoom
Lv.1
一 般 車
環 境 から
スキル
獲 得
Lv.2
iCar
図 2.2.4-3 Functional Design in Ambient Intelligence
環 境 構 造 化 は、 図 2.2.4-3に 示 すように、4つの 基 本 柱 から 構 成 されるものと 考 えられる。 機
能 デザインにおける 課 題 の 一 つは、 人 を 取 り 囲 む 空 間 における、 人 の 意 図 とロボットの 機 能 のマッピン
グである。 人 の 行 動 を「テキスト」とし、 状 況 を「コンテクスト」、ロボットの 機 能 を「アクション」
として、オントロジーを 構 築 することにより、ロボットが 人 を 理 解 し 状 況 に 合 わせたサービスを 行 うこ
とが 可 能 となる 1) 。
74

2)オントロジー
1 環 境 を 考 慮 したジェスチャー 認 識
人 間 との 相 互 作 用 への 適 用
Text
指 差 し
頷 き
Forward Right
Ontology
Intention
Space object
No intention
robot
move
Pick-up
parking
Context 何 に 着 目 しているか
何 を 指 差 しているか
( 場 所 、 時 間 )
人 の 動 き+ 状 況 ( 着 目 対 象 、 場 所 、etc)
↓
意 図
Action
移 動
Pickup
駐 車
同 じ 動 作 でもシチュエーシ
ョンによって 意 味 が 異 なる
ロボット 間 で 知 識 を 共 有 。 個 々のロボットがそ
れぞれ 自 分 に 見 合 った 仕 事 をする。
図 2.2.4-4 Robots recognize human intention considering situation by ontology。
顔 の 表 情 、 声 の 質 、 身 振 り 手 振 りなどの 非 言 語 情 報 はコミュニケーションにおいて 重 要 な 要 素 である。
言 語 が 異 なる 地 域 においても、ボディーランゲージによってある 程 度 コミュニケーションをとることが
できる。 非 言 語 情 報 のひとつであるジェスチャーは、 直 感 的 に 理 解 しやすくコミュニケーションを 円 滑
に 進 めるために 重 要 な 役 割 を 担 っている。 日 常 生 活 で 用 いられる 様 々なジェスチャーの 中 でも、 指 差 し
動 作 はロボットにおけるインタフェースとしても 重 要 である。 指 差 し 動 作 は 様 々な 場 面 で 利 用 されるた
め、ロボットは 環 境 情 報 を 考 慮 することで、 自 律 的 に 行 動 を 選 択 することが 可 能 となる。 図 2。2。4
-4に 指 差 し 動 作 による 人 とロボットとのコミュニケーションの 例 を 示 す。 様 々な 局 面 において、ユー
ザは 指 差 しによってロボットを 指 示 与 えることが 考 えられ、ロボットはユーザからの 指 示 にしたがい、
自 身 の 移 動 、オブジェクトの 移 動 、 駐 車 スペースへの 自 動 駐 車 などを 行 えるようになる 必 要 がある 2) 。
2 環 境 情 報 の 利 用 とオントロジーの 獲 得
Virtual Room
Pointing Movement
Text Human vehicle
Ontology Action
Arm Robot
Text
Ontology Action
Text
Ontology ActionCarry
userthings
move
Set
object stopmove
stop
Context
Pointing Movement
ロボットのオントロ
ジーと 空 間 知
Pointing Movement
things Context point
things Context point property
things point property
環 境 情 報
指 差 し 情 報
指 差 し 対 象 物 情
報
サービスの
スキル 情 報
等
つかむ
押 す
載 せる
( 待 機 )
ロボット 動 作
i-Room
ペットボトル 等
つかめない
軽 いもの
重 いもの
図 2.2.4-5 Acquiring ontology from interaction with human
75

人 の 動 作 の 意 味 を 理 解 するためには、 人 の 行 動 を 観 察 し 環 境 との 関 連 性 を 見 出 すことが 必 要 となる。
学 習 によって、 日 常 動 作 を 発 見 し、 動 作 「テキスト」と 状 態 「コンテクスト」、 行 動 「アクション」か
らなるオントロジーを 構 築 する 必 要 がある。
環 境 にある 情 報 は 様 々であり、ロボット 内 にすべてを 作 り 込 むことは 不 可 能 である。オブジェクトの
移 動 一 つ 取 り 上 げても、それぞれのオブジェクトに 対 して 適 切 な 移 動 のさせ 方 が 存 在 する。オブジェク
ト 毎 に 必 要 な 動 作 、ドアノブであれば 位 置 や 半 径 、 開 錠 に 必 要 な 回 転 角 度 など、 製 品 ごとの 知 識 を 必 要
な 時 にアクセスすることで、ロボット 内 へ 知 識 を 蓄 積 することなく、 環 境 に 適 した 行 動 をとることが 可
能 となる。
3) 階 層 化 RTサービス 環 境 構 築
RTオントロジー
環 境 構 造 化
・ 知 能 化
実 体 と 情 報 の
一 致 一 体 化
ユビキタス
センサネットワーク
RFIDタグ データマイニング
ORBサービス
関 係 機 能 処 理
インターフェース
プロファイル
リポジトリ
ネーミングサービス
サービス
作 業 タスク 動 作
ミドルウェア
モデル PIM PSM
記 述 言 語
システムツール
tag
ソフトウェア
分 散 オブジェクト
カプセル 化
ロボットシステム 内 部
機 器 組 込
プロセス オブジェクト
プロセッサ デバイス
コンポーネント
コントローラ アプリ
省 配 線 機 械 拘 束 PnP
図 2.2.4-6 RTサービスの 課 題
RTサービスは、 環 境 に 分 散 したRTコンポーネント、および 人 に 対 して 具 体 的 な 物 理 的 サービスを
提 供 する 個 体 のいわゆるロボットをネットワーク 化 し、 連 携 させることにより 提 供 される。RTサービ
スは、その 環 境 の 中 に 存 在 ・ 生 活 する 生 活 者 、あるいはネットワークを 介 した 遠 隔 地 からの 支 援 者 の 意
図 を 反 映 して 提 供 される。すなわち、RTサービスはRTシステム 環 境 内 における 人 に 意 図 を 反 映 した
物 理 的 ・ 情 報 的 な 代 理 人 (エージェント)サービスということができる。このように、RTサービスは
環 境 知 能 化 技 術 を 適 用 した 環 境 構 造 化 との 連 携 が 重 要 であるため、RTサービス・HRI(Human Robot
Interaction)を 環 境 知 能 化 ・ 構 造 化 レベルに 応 じて、 環 境 提 供 サービス、RT 提 供 サービスの2 要 素
に 分 けて 考 える。それぞれの 相 互 運 用 性 を 保 証 する 標 準 化 あるいは 規 約 制 定 の 実 現 、その 結 果 としての
サービスモデル、ビジネスモデルを 構 築 する 必 要 がある。 課 題 を 図 2.2.4-6に 示 す。
RTアプリケーション、RT 応 用 システムの 開 発 に 際 して、サービスモデルおよび、アプリケーショ
ンならびにモジュールに 対 する 共 通 サービスを 提 供 するミドルウェアおよび 運 用 フレームワークを 規
定 することにより、モデルベースの 設 計 が 可 能 となる。これにより、RT 開 発 成 果 の 相 互 利 用 を 促 進 し、
ロボット 技 術 (RT)の 普 及 促 進 を 加 速 することが 可 能 となる。
76

PART1
アプリケーション
サービスレベル
モデル、データフレームワーク
作 業 レベル
モデル、データフレームワーク
動 作 レベル
モデル、データフレームワーク
PART2
アプリケーション
共 通 API
RTMW1
ロボット
プロファイル
Common controller
I/F
コントローラ
PART3
コントローラ
調 停 機 構
RTMW2
体 内 NW
Vision Ctrl.
Sensor Ctrl.
Dev.Profile
Dev.Profile
Body Ctrl.
Arm Ctrl.
Robot A
Robot B
Dev.Profile
Dev.Profile
モータ
アーム
カメラ
デバイス
センサ
図 2.2.4-7 Service layers of RT middleware
RTミドルウェアサービスの 規 定 にあたって、 図 2.2.4-7に 示 す 次 の3つのパートに 分 割 ある
いは、インタフェースを 考 えると 理 解 しやすい。
・PART1:RTサービスモデル
・PART2:RTアプリケーションサービスミドルウェア
・PART3:RTコンポーネントサービスミドルウェア
1RTサービス
RT 機 器 を 利 用 、 連 携 してサービスを 提 供 する 際 、ユーザレベルからの 要 求 条 件 に 即 してシステムを
構 築 するために 必 要 なプラットフォーム 非 依 存 なモデル(PIM: Platform Independent Model)とデ
ータフレームワークを 与 える。レベルとしては、ロボット、RT 機 器 の 動 作 レベル、 一 連 の 動 作 を 組 み
合 わせた 作 業 レベル、さらに 作 業 と 広 範 な 環 境 情 報 の 連 携 を 想 定 したサービスレベルの 階 層 が 想 定 され
る。
運 用 に 当 たっては、PIMから 個 々の 実 環 境 を 構 成 する 環 境 における 実 装 モデル(PSM: Platform
Specific Model)を 生 成 するための、 実 際 の 組 み 込 み 機 器 、コントローラへの 実 装 コードを 生 成 する
PSM-PIM 変 換 ツールの 研 究 開 発 が 必 要 となる。
2ヘテロジニアスRTシステム 間 情 報 共 有 環 境
3)
専 用 システムとして 開 発 されたロボット 間 の 情 報 共 有 をはかり、サービス 環 境 構 築 フレームワークを
確 立 する 必 要 がある。 ロボットに 関 するコントローラやミドルウェアは、 使 用 デバイスや 提 供 サービ
ス・アプリケーションによって、 様 々な 使 い 分 けがなされている。 将 来 的 には、コントローラやミドル
ウェア 間 をネットワークでつなぐことにより、 様 々なアプリケーションの 提 供 が 可 能 となることが 期 待
される。
そのためには、 単 一 の 規 格 に 集 約 するのではなく、 各 々の 規 格 の 特 徴 は 生 かしつつも、 必 要 最 小 限 の
情 報 のみ 異 なる 規 格 間 でも 授 受 できるようなプロトコルとサービス(インターミドルウェアサービス)
が 必 要 である。そして、 情 報 流 通 量 や 処 理 量 軽 減 化 の 観 点 から、そのプロトコルにおいて 情 報 は 一 定 レ
ベルの 構 造 化 ・ 抽 象 化 がなされていることが 望 まれる。
この 中 で、ローカルサービスとグローバルサービスのための 情 報 共 有 データ 構 造 、フロー 制 御 等 の 技
術 を 確 立 する 必 要 がある。
・ 遠 隔 地 の 操 作 者 の 代 理 人 としての 物 理 エージェントロボット
77

・ 室 内 空 間 に 分 散 された、 環 境 センサによる、 人 の 行 動 モニタとログの 取 得
・ 空 間 内 のRTシステム(ロボット、センサ、タグ 情 報 )の 相 互 連 携
・ 共 通 コマンドセットによる 異 種 ロボットのサービス 制 御
・ 遠 隔 データベースに 蓄 積 した 履 歴 情 報 を 活 用 した、RTサービスの 状 況 適 応
・これらを 支 援 するミドルウェアと 事 象 記 述 のためのFDML(Field Data Markup Language)を 利 用
した、 分 散 RTネットワークサービスシステムの 構 築
これらにより、 空 間 知 能 化 と 状 況 に 適 応 した 生 活 支 援 のためのRTサービスシステム 構 築 技 術 が 確
立 される。
3タスクローカライゼーション
作 業 の 空 間 依 存 性 に 着 目 し、 偏 在 性 と 局 在 性 の 統 合 による 作 業 実 行 情 報 環 境 の 構 成 法 を 研 究 する。 場
所 依 存 性 を 利 用 することにより、 作 業 フレームが 簡 素 化 される 可 能 性 がある。
すなわち、 作 業 情 報 の 完 備 (completeness)のため、「 場 所 」におけるタスクに 必 要 な 情 報 の 抽 出 、 限 定
を 行 い、ロボットによる 作 業 レパートリ 確 定 、 物 体 や 環 境 に 埋 め 込 まれたICタグの 情 報 を 用 いること
により、 物 の 存 在 ・ 属 性 などの 情 報 を 獲 得 し、 実 空 間 での 個 別 位 置 姿 勢 をネットワークサービスにより
補 完 する。
4RTサービス 運 用 のためのソフトウェアダウンロード
上 記 のためには、RTオントロジーに 基 づく、レパートリ 情 報 の 空 間 分 散 化 による 作 業 保 証 系 の 構 築
(フォルトトレラント)とタスクとレパートリのマッチングをとる、ディスカバリ 系 の 研 究 開 発 も 必 要
となる。 既 存 ITのソフトウェアダウンロードは、 人 工 衛 星 の 運 用 の 例 を 除 いては、 以 下 の 特 徴 がある。
・ 基 本 的 に 人 間 への 情 報 提 供 や、 機 器 のバグFixのため 人 間 系 の 介 在 を 前 提 としている
・ネットワークはインターネットを 基 本 とし、ネットワークプロトコルは、HTTPやFTPが 通 るこ
とが 前 提 とされている。
・1 対 1のダウンロードを 基 本 としている。
しかしながら 構 造 化 された 環 境 では、 機 器 自 らが 半 自 律 的 に 動 作 するためにデータ 取 得 を 行 う 必 要 が
あり、そのため、そのデータ 取 得 が 行 われない 限 り、 正 常 な 運 用 ができない。この 点 は、 携 帯 電 話 やパ
ソコンのように 人 間 が 対 面 して 使 う 機 器 と、 人 間 が 介 在 しなくても 構 造 化 された 環 境 から 知 識 を 得 なけ
ればならないロボットとの 違 いとなる。また、 構 造 化 された 環 境 において、ICタグの 活 用 が 考 えられ
ることを 想 定 すると、ロボットと 向 き 合 うネットワークプロトコルは、HTTPやFTPの 通 らないイ
ンタフェースも 考 えておかなければならない。さらに、センサの 種 類 や、 複 数 ネットワークに 対 応 する
ことが 必 要 である。
制 御 に 必 要 なデータとしては 以 下 がダウンロードできれば 良 いか、ダウンロード 管 理 したいデータコ
ンテンツは 以 下 で 良 いか 検 討 する。
・ 環 境 認 識 に 必 要 なデータ( 地 図 等 )
・モーションデータ
・ 指 令 コマンド
・コマンド 実 行 条 件 ( 時 刻 、イベント 等 )
自 律 ダウンロードのため、ダウンロードトリガには、ロボット 側 から 環 境 をセンスする 必 要 がある。
人 間 系 が 介 在 しないため、 異 常 発 生 時 の 追 跡 ができるように、ダウンロードの 履 歴 管 理 も 必 要 である。
悪 意 のある 操 作 から 守 るため、 認 証 の 仕 組 みも 確 立 する 必 要 がある。また、どのような 事 態 に 陥 っても
やってはいけない 制 約 条 件 を 抽 出 し、フェールセーフについても 考 慮 する 必 要 がある。センサ、アクチ
ュエータ 個 別 に 管 理 するケース、それらの 群 で1つの 機 能 を 持 たせる 場 合 のサブ 単 位 ケース、ロボット
個 体 ケース、ロボット 群 単 位 のケース 等 の 各 々で 必 要 な 情 報 は 異 なってくる。したがって、データ 構 造
の 階 層 化 の 整 理 が 必 要 となる。
78

5RTアプリケーションサービス
今 後 、RTはさまざまな 日 常 環 境 ・ 機 器 に 埋 め 込 まれ、ユビキタス 社 会 において、 実 世 界 と 相 互 作 用
するサービス 提 供 技 術 として 普 及 が 期 待 されている。この 際 、 機 器 固 有 のプロトコル、アプリケーショ
ンインタフェースを 持 っていたのでは、 利 用 者 、インテグレータにとって 使 いにくく、かつ 製 造 者 にと
っても 少 量 多 品 種 ゆえに、 高 コストとなるため、RTの 普 及 阻 害 要 因 として 働 く。アプリケーションソ
フトから 呼 び 出 す 際 には 通 信 を 含 むインタフェース 仕 様 、データファイル 仕 様 、データ 交 換 規 約 に 共 通
仕 様 を 利 用 することが 極 めて 重 要 となる。
本 レイヤは、ロボットシステムが 保 有 する 資 源 にアプリケーションからアクセスするためのフレーム
ワークを 規 定 し、ロボットシステム 内 部 は 対 象 としない。
・ロボットを 記 述 する 標 準 化 されたフレームワークである 仮 想 ロボットクラスを 定 義 する。
・この 仮 想 ロボットクラスに 従 い、ロボット 固 有 の 構 成 情 報 (プロファイル)を 記 述 する。
・ミドルウェアは、プロファイルデータを 参 照 して、 個 々のロボット/デバイスのインスタンスを 生 成
し、 実 ロボットとの 情 報 インタフェースを 提 供 する。
これら 規 定 に 則 った 記 述 に 従 い、ロボットまたはデバイス 情 報 を 利 用 するアプリケーションプログラ
ムは、 実 ロボット/デバイスの 実 装 情 報 を 知 ることなく、ロボット 内 部 情 報 をアクセスすることができ
る。 既 存 の 産 業 システム 用 通 信 ミドルウェアであるORiNをはじめとして、RTアプリケーションに
対 するミドルウェア 機 能 の 明 確 化 と 実 証 評 価 を 行 う 必 要 がある。
6RTコンポーネントサービス
オープンロボットコントローラアーキテクチャにおいては、まずネットワークで 接 続 したロボット 間
あるいは 機 器 -ロボット 間 、さらにはロボット 内 の 腕 や 脚 などのパーツ 間 での 連 携 を 図 る。すなわち、
ロボットコントローラを 構 成 する 軌 道 生 成 やサーボ 機 能 などのサービス 機 能 、さらに、ロボットコント
ローラに 接 続 し 利 用 する、センサやアクチュエータなどのさまざまな 周 辺 機 器 を 簡 単 に 接 続 ・ 操 作 (プ
ラグ&プレイ)できるようにするためには、コントローラ 内 部 のサービス 機 能 および、 各 周 辺 機 器 をコン
トローラ 制 御 ソフトから 独 立 させ、 変 更 なし、あるいは 最 小 限 の 変 更 で 利 用 可 能 とすることが 必 要 で
ある。 現 状 では、コントローラの 構 成 に 応 じて、 制 御 プログラムの 組 み 方 で 対 応 しているレベルだが、
真 にロボットコントローラをモジュールの 組 み 合 わせで 構 成 し、 容 易 に 周 辺 機 器 を 接 続 可 能 とするため
には 機 器 制 御 サービス 機 能 も 検 討 対 象 となる。これら 軌 道 生 成 機 能 モジュールをはじめとしてセン
サ・アクチュエータモジュールおよびそのドライバに 対 するサービス 機 能 を 提 供 するミドルウェアを 総
称 してRTコンポーネントサービスミドルウェアと 呼 ぶこととする。RTコンポーネントサービスミド
ルウェアにおいては、リアルタイム 性 の 保 証 がキーとなる。 現 状 ではRTM-aistが 有 力 な 候 補 と
なりうるが、 適 用 分 野 に 応 じたサービス 機 能 の 明 定 を 行 う 必 要 がある。
現 RTミドルウェアはLinux+CORBA 環 境 で 動 作 しており、 組 込 系 への 適 用 は 十 分 ではない。
産 総 研 の 安 藤 らのRTC-Lite、 水 川 らのRTC-CAN 4) などが 開 発 されているが、パフォーマ
ンスの 改 善 と 開 発 環 境 の 整 備 が 求 められている。 研 究 では 実 装 プロセッサの 拡 大 とツール 開 発 、パフォ
ーマンス 評 価 と 改 善 を 行 う 必 要 がある。
同 時 に、コンポーネント、 機 器 ・デバイスの 機 能 仕 様 をたとえばXML(eXtensible Markup Language)
で 構 造 定 義 (プロファイリング)し、これを 参 照 してシステムを 構 築 ・ 制 御 する 考 え 方 は 多 様 なユーザ
ニーズにあわせてRTシステムを 構 築 し、ソリューションを 提 供 するためには 必 須 である。すなわち、 下
位 のレイヤにおける 連 携 に 関 しては、 実 際 にはハードウェア・OS・ソフトウェアプラットフォームに
依 存 しがちで、 開 発 時 に 再 利 用 性 とパフォーマンスのトレードオフとなりやすい。 将 来 的 にはさらに 高
速 のCPUや 高 速 の 通 信 路 が 出 来 ればパフォーマンスの 問 題 は 減 るので 下 位 レイヤにおいても 標 準 化
が 果 たす 役 割 は 大 きい。
実 装 に 当 たっては、 特 にデバイスインタフェースと 密 接 にかかわる 内 部 ネットワークプロトコル( 体
内 LAN)については、 通 信 容 量 、リアルタイム 性 などの 必 要 要 件 を 整 理 し、モジュール 追 加 のPnP
方 式 、 制 御 ソフトのバージョンアップ 方 式 、デバイス 間 高 速 通 信 などについても 考 慮 する 必 要 がある。
さらに、ハードウェアをラッピングすることにより、ソフトウェアモジュールと 同 等 に 扱 えるようにす
79

るSDO 規 約 の 適 用 もRTコンポーネントのインテグレーションを 容 易 化 することが 期 待 できるため、
普 及 の 重 要 な 技 術 となる。またアルゴリズムパッケージとしての 運 動 制 御 ・ 画 像 処 理 ・ 音 声 処 理 などの
ライブラリについてはインタフェースの 統 一 が 必 要 である。
7 情 報 構 造 化 へのソフトウェア 課 題
5)
サービスの 構 造 化 に 対 して、 単 にサービス 提 供 のための 実 行 環 境 の 構 築 については 現 状 技 術 の 応 用 で
実 現 可 能 であると 思 われるが、ユビキタスなサービス 提 供 や 個 人 に 合 わせた 決 め 細 やかなサービス 提 供
のためには、 環 境 およびサービスをどのように 統 一 的 に 記 述 するか、すなわちオントロジー 言 語 の 問 題
や、そのオントロジー 言 語 といかに 連 携 するか、また、 個 々 人 の 趣 味 嗜 好 にあった 効 果 的 なサービス 提
供 のため 人 間 の 意 図 理 解 や 行 動 分 析 および 学 習 機 能 をどのように 実 現 するかなどが 課 題 として 上 げら
れる。
次 世 代 ロボットの 応 用 が 期 待 されている 分 野 は 多 岐 にわたっているが、 広 範 囲 に 渡 って 応 用 可 能 なサ
ービスのオントロジーを 構 築 するためには、 原 理 原 則 から 出 発 するトップダウンなアプローチが 有 効 で
あろう。しかしトップダウンなアプローチを 行 うためには 対 象 とするサービスや 関 連 する 事 項 について
かなりの 論 理 的 記 述 を 用 意 する 必 要 があり、 現 状 では 現 実 的 な 方 法 とは 言 いがたい。 特 にロボットによ
るサービスの 特 徴 である 物 理 的 相 互 作 用 については、それを 厳 密 に 扱 うことは 実 用 的 とは 言 いがたい。
そういった 意 味 から、デモのみに 陥 ることのない、 実 環 境 における 作 業 遂 行 性 を 実 現 することを 目 的
に、まずは 具 体 的 なテーマに 絞 り 混 んで 語 彙 クラス 階 層 やオントロジー 記 述 を 整 備 していき、 領 域 に 特
化 した 枠 組 みを 構 築 していくボトムアップなアプローチがまず 必 要 になってくると 思 われる。と 同 時 に、
オントロジーの 乱 立 を 防 ぎ 相 互 運 用 性 を 確 保 するためにも、ボトムアップに 構 成 されていく 個 々のオン
トロジー 記 述 法 をまとめあげるトップダウンなアプローチも 同 時 に 進 めていく 必 要 がある。
以 上 述 べたように、ロボットは 物 理 属 性 ( 身 体 )を 持 つ、 実 世 界 と 相 互 作 用 するオブジェクトとして、
捉 えることができる。ロボットを 構 成 するRTは 今 後 さまざまな 形 で 社 会 に 浸 透 し、サービスアプリか
ら、 機 器 組 込 まで、さまざまな 形 態 でサービスを 提 供 し、 人 に 対 するサービスを 最 終 的 に 提 供 プロセス
において、 他 の 機 器 、ロボット、 環 境 とネットワークを 介 して 物 理 的 、 情 報 的 協 調 を 行 わなければなら
ない。
RTがITと 大 きく 異 なるのは、ITは 論 理 世 界 のタスクであるのに 対 して、RTは 実 世 界 情 報 を 扱
う 点 である。すなわち、RTサービスソフトウェアは 実 用 化 に 際 しては、 上 記 述 べた 諸 課 題 を 解 決 する
必 要 があり、サービス 状 況 記 述 のためのRTオントロジーの 明 確 化 と 再 利 用 の 仕 組 み、RTミドルウェ
アのサービス 規 約 とシステムフレームワークの 標 準 化 、 運 用 を 含 めたビジネスモデルの 構 築 実 施 が 強 く
求 められている。
2.2.5 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術
(1) 技 術 課 題 の 概 要
環 境 構 造 化 実 現 のために 必 要 な 技 術 は、 次 の3つに 大 別 される。
・ 室 内 外 におけるシームレスな 測 位 技 術 と 情 報 の 入 出 力
・ハウス 内 / 街 内 サービスモジュールの 開 発
・サービスを 提 供 するための 情 報 構 造 化 とオープンなプラットフォームの 提 供
測 位 技 術 については、GPS、 室 内 GPS(スードライト)そしてICタグなどがある。GPSは 位
置 情 報 の 取 得 が 目 的 となるが、ICタグは 参 照 番 号 を 通 じて、さまざまな 作 業 情 報 や 環 境 情 報 の 取 得 と
新 しい 情 報 の 提 供 をすることができる。
次 に、 環 境 が 構 造 化 されただけでは、 人 間 とのインタラクションの 形 態 を 規 定 したことにはならない
ため、 環 境 と 人 間 とのインタフェースとなり 得 る 家 電 製 品 や 家 具 などのサービスモジュール 開 発 が 求 め
られる。さらに、 国 際 的 な 標 準 の 下 での 普 及 を 図 るため、RTミドルウェアなどを 軸 として、オープン
化 されたさまざまなハードウェア 群 とソフトウェア 群 を 揃 える 必 要 がある。 特 に、RTミドルウェアに
準 拠 した 通 信 用 ネットワークプロセッサは 早 期 の 開 発 が 望 まれる。
80

(2) 技 術 ロードマップにおける 要 素 技 術
環 境 構 造 化 の 主 たる 役 割 は、 人 ・ 家 具 ・ロボットの 位 置 情 報 取 得 や 住 宅 内 家 具 等 の 意 味 情 報 管 理 であ
る。 住 宅 内 の 環 境 構 造 化 モデルは2005 年 に 経 済 産 業 省 が 発 表 した 技 術 ロードマップの 参 考 図 に 詳 し
い( 図 2.2.5-1 参 照 )。この 図 に 含 まれる 主 たる 要 素 機 器 には 以 下 のものがある。いくつかの 機
器 については 既 に2.2.4で 紹 介 しているが、ここではこれら 機 器 の 環 境 構 造 化 における 役 割 ・ 意 味
を 中 心 にまとめ、 技 術 課 題 抽 出 の 基 礎 とする。
1)ICタグ
家 具 や 食 器 などに 付 けられており、 位 置 の 情 報 および 形 状 ・ 特 性 の 情 報 を 提 供 する。 位 置 情 報 は、ロ
ボットのローカルなハンドリング 等 における 微 妙 な 物 体 間 の 相 対 位 置 の 把 握 に 活 かされる。 形 状 ・ 特 性
情 報 は、 例 えばその 物 体 を 把 持 ・ハンドリングする 方 法 論 やそのスキルであり、ロボットは 自 らスキル
を 獲 得 するのではなく、ICタグの 情 報 をもとに、ホームサーバーに 参 照 して 知 識 を 取 得 することにな
る。
2) 室 内 GPS
スードライトに 代 表 される 室 内 でのGPS。 建 物 の 影 や 室 内 など、GPS 信 号 を 直 接 受 けられない 場
所 用 に、GPSと 等 価 の 信 号 を 送 出 する 擬 似 衛 星 (スードライト)を 設 置 することで、 本 来 のGPSと
シームレスに 位 置 を 特 定 することが 可 能 となる。 擬 似 衛 星 からの4ch 分 の 電 波 を 受 信 し 測 位 演 算 を 行
うことで、いわゆる 衛 星 測 位 方 式 による 高 精 度 位 置 特 定 が 可 能 である。 遠 近 問 題 (GPS 電 波 と 干 渉 電
波 の 強 さの 比 率 )、 時 刻 同 期 (GPSとの 時 刻 同 期 、 擬 似 衛 星 間 の 同 期 )、マルチパス( 電 波 の 反 射 )、
初 期 座 標 ( 設 置 座 標 の 設 定 )など 実 用 化 には 解 決 すべき 問 題 も 多 いが、 数 cmの 精 度 で 位 置 情 報 を 得 る
ことができる。また、 大 量 生 産 により 大 幅 なコストダウンが 可 能 である。
3)ホームサーバーと 携 帯 端 末
住 宅 における 環 境 情 報 構 造 化 の 中 心 的 役 割 を 担 う。ユビキタスの 情 報 は、 実 際 には 分 散 されているわ
けではなく、ホームサーバーで 集 中 管 理 される。 例 えば、 新 しい 家 具 を 購 入 した 際 には、 付 属 のICカ
ードを 読 み 取 らせることで、 寸 法 、 材 質 、 機 能 等 の 製 品 情 報 が 入 力 される。 次 に、 部 屋 の 中 で 設 置 した
後 に、GPS 受 信 機 を 内 蔵 した 位 置 情 報 取 得 用 携 帯 端 末 に 家 具 の 特 定 の 位 置 ・ 向 きを 読 み 取 らせること
で、その 家 具 の 位 置 情 報 がホームサーバーに 入 力 される。これによって、ロボットは 自 ら 部 屋 の 地 図 を
作 らずとも、 家 具 を 含 めた3 次 元 の 部 屋 の 地 図 を 取 得 することが 出 来 る。
また、 人 も 携 帯 端 末 を 所 持 することで、ホームサーバーにはサービスの 対 象 である 人 の 位 置 と 環 境 の
マップおよび 必 要 となるサービスの 情 報 が 集 まり、ホームサーバーからロボットに 日 常 生 活 支 援 に 必 要
な 情 報 を 伝 達 することができる。
(3) 測 位 技 術 の 比 較 と 技 術 課 題
環 境 情 報 構 造 化 を 進 めるにあたり 最 も 重 要 となる 技 術 開 発 課 題 の 一 つが、 人 やロボット、 家 具 などの
位 置 を 正 確 に 獲 得 するための 測 位 技 術 (ポジショニング)である。 本 節 では、この 測 位 技 術 を 住 宅 環 境
内 さらには 屋 外 へのシームレスな 位 置 決 めに 適 用 するための 各 種 技 術 について、その 特 徴 を 比 較 し、 技
術 課 題 をまとめる。
移 動 ロボットにおいて 一 般 的 な 位 置 決 めの 方 法 は、デッドレコニング(Dead Reckoning、
推 測 航 法 )である。これはロボットに 内 蔵 されたエンコーダ 等 の 内 界 センサの 情 報 から、 相 対 的 な 位 置
を 算 出 する 方 法 である。 技 術 的 には 簡 単 であるが、もともと 相 対 的 であるため、 精 度 や 屋 内 外 の 接 続 性
における 安 定 性 に 問 題 がある。これを 補 うために、ビジョン、 超 音 波 センサ、レーザーレンジファイン
ダなどのセンサを 組 み 合 わせる 方 法 がとられる。
また、 地 図 情 報 と 外 界 センサを 組 み 合 わせた 方 法 も 一 般 的 であるが、 高 精 度 を 得 るにはいくつか 技 術
課 題 がある。
一 方 、ICタグは 安 定 性 には 優 れるが、パッシブタイプの 場 合 、 高 精 度 を 得 ることは 難 しく、 他 の 測
81

位 技 術 と 組 み 合 わせて 用 いられることが 多 い。アクティブタイプの 場 合 は 高 精 度 は 得 られるが、コスト
や 維 持 などが 課 題 となる。
特 別 な 電 波 等 を 使 用 する 方 法 は、 精 度 は 得 やすいが、そのためのインフラ 整 備 が 必 要 となり、 屋 内 外
シームレスの 実 現 も 難 しい。
衛 星 測 位 技 術 は 容 易 に 高 精 度 を 得 ることができるが、 安 定 性 を 得 るための 制 御 方 法 の 確 立 が 課 題 とし
て 残 されている。
表 2.2.5-1に、 各 種 測 位 技 術 の 特 徴 を 示 す。
最 も 高 い 性 能 が 得 られるのは、GPS、 室 内 GPS(スードライト)、ICタグ、デッドレコニング
を 組 み 合 わせた 測 位 方 法 である。シームレスに 屋 内 外 で 高 精 度 な 測 位 ができ、 適 用 も 容 易 である。
表 2.2.5-1 各 種 測 位 技 術
System
Seamless Positioning
Outdoor
Indoor
Accuracy
Stability
Applicability
to Robot
Type
Dead Reckoning ○ ○
Active
Beacon
3 cm
in a few meters
△ ◎ Relative
△ ○ 1 cm ○ △ Absolute
GNSS ◎ × 3 cm △ ○ Absolute
Pseudolite △ ◎ 3 cm △ ○ Absolute
RFID Tags × ○ 10 cm ◎ ◎ Absolute
Map-based
Positioning
Pseudolite +
GNSS + RFID +
Dead Reckoning
△ ○ 5 cm ○ ○ Absolute
◎ ◎ 3 cm ◎ ◎ Hybrid
上 述 した、スードライト( 擬 似 衛 星 ) 技 術 は、
・ 衛 星 数 増 加 による 測 位 の 精 度 向 上
・ 都 市 部 や 山 間 部 などの 測 位 率 向 上
・GPS 測 位 の 屋 内 への 拡 張
などの 面 で 利 点 があるが、 表 2.2.5-2に 示 すように、 解 決 すべき 課 題 も 多 い。
以 下 に、これらの 技 術 課 題 をまとめる。
表 2.2.5-2 擬 似 衛 星 技 術 の 課 題
課 題 内 容 検 討 項 目
遠 近 問 題
時 刻 同 期
マルチパス
初 期 座 標
保 守 ・ 管 理
GPS 電 波 との 干 渉
電 波 の 強 さ
GPS との 時 刻 同 期
擬 似 衛 星 間 の 同 期
電 波 の 反 射
設 置 座 標 の 設 定
保 守 ・ 管 理
出 力 調 整 (パルス 化 )
配 置 アルゴリズム
シンクロライト(GPS 同 期 )
ネットワークによる 同 期
アンテナ 指 向 性 ( 配 置 )
反 射 防 止
地 図 データベース 参 照
ネットワークによる 管 理
コスト 低 コスト 化 LSI 化
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1) 遠 近 問 題
GPS 衛 星 は 地 上 の 利 用 者 から 約 20,000km 離 れた 距 離 にあるが、 室 内 に 設 置 される 擬 似 衛 星
と 利 用 者 との 距 離 はひじょうに 近 くなるため、 擬 似 衛 星 の 信 号 出 力 を 下 げる 必 要 がある。さらに、 距 離
が 近 いと、 擬 似 衛 星 と 利 用 者 との 仰 角 が 大 きくなるため、 結 果 として 信 号 の 変 化 が 激 しくなり、 安 定 し
た 受 信 が 難 しくなる。
2)GPS 時 刻 同 期
自 律 した 擬 似 衛 星 には、GPS 衛 星 と 同 等 の 原 子 時 計 相 当 の 時 刻 精 度 を 持 った 信 号 が 必 要 であるが、
これは 現 実 的 ではない。そのために、GPS 衛 星 の 信 号 を 受 信 して 同 期 させることが 有 効 であるが、 室
内 の 閉 鎖 空 間 ではGPS 信 号 の 受 信 が 難 しい。
3)マルチパス
障 害 物 などがあると、 信 号 が 反 射 して 誤 差 を 生 じさせる。 通 常 のGPS 衛 星 でもマルチパスは 問 題 と
なるが、 室 内 空 間 では 特 に 壁 や 家 具 などの 障 害 物 が 近 くに 多 数 あるため、 大 きな 影 響 がある。
4) 処 理 プログラム
擬 似 衛 星 受 信 機 のファームウェアを 新 たに 開 発 する 必 要 がある。
(4) 測 位 を 中 心 とした 技 術 課 題 の 例
図 2.2.5-1に、 測 位 技 術 をベースとした 環 境 構 造 化 システム 構 築 の 際 の 技 術 課 題 の 一 部 をまと
める。これは2.2.4 節 の 後 半 とも 関 連 するので、 合 わせて 参 照 されたい。
このシステムでは、 具 体 的 に 得 られた 人 間 とロボットの 位 置 情 報 、 実 際 のロボットハードウェアスペ
ック、 環 境 に 置 かれた 家 具 等 の 情 報 が、 適 切 な 拘 束 条 件 を 使 って 関 係 付 けられなければならない。さら
に、ロボットと 家 具 や 壁 との 関 係 など、 人 間 へのサービスを 行 う 際 のロボットの 行 動 を 規 定 するルール
を 記 述 しておく 必 要 がある。これらのシステムは、 実 際 にはホームサーバー 等 の 管 理 用 コンピュータ 上
に 構 築 されることになるが、そこではこれらの 関 係 性 や 拘 束 条 件 をどのように 入 力 するか、 新 しい 家 具
などのモジュールが 追 加 されたときに、どのようにその 情 報 を 入 力 するかなど、いわゆるインタフェー
スの 機 能 も 開 発 課 題 となる。また、ミドルウェアの 観 点 からも、 上 記 の 機 能 を 実 現 するために 開 発 すべ
きモジュールの 選 定 、それらの 統 合 技 術 など、 多 くの 技 術 課 題 がある。
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GPS
シーリングカメラ スードライトアンテナ
スードライトアンテナ
家 ・ 部 屋 マップ タウンマップ
インタネット
生 活 モニタ
TAG
掃 除 ロボット
TAG
TAG
ここを 掴 んで
下 さい
TAG
アンテナ
5kg 程 度 のハンドリング
2015
テーブル・イス
を 部 屋 マップに
登 録
ホームサーバー
部 屋 マップ
「 片 付 ける」
・ 床 の 上 の 物 を 認 識
・ 各 物 体 を 定 位 置 に 戻 す
2015 2025
5mm 精 度 の3 次 元 視 覚 1mm 精 度 の3 次 元 視 覚
10kg 程 度 の 可 搬 重 量
4 本 指 ハンド
2025
2015
ホームマップ
ロボットコンフィギュレー
ション
タグリソースロケータ
タスク 知 能 ・ 技 能
個 人 健 康 管 理
サービスアプリケーション
2025
「 片 付 ける」
・ 床 の 上 の 物 を 認 識
・ 各 物 体 を 任 意 に 位 置 変 更
・ゴミの 選 別
・ 収 集 日 にゴミ 廃 棄 場 所 へ 運 搬
ホームマップ,タウンマップ
ロボットコンフィギュレーション
タスク 知 能 ・ 技 能
健 康 医 療 管 理
生 活 物 資 管 理
ハードウェアコンポーネント
ハードウェアコンポーネント
component
component
ハードウェアコンポーネント
component
TAG
掃 除 機 ロボットさん
テーブルをよけて 下 さい!
2015
了 解 しました
ホームネットワーク
掃 除 機 ロボットさん
テーブルの 周 りを 掃 除 して!
2025
1.イスを 掴 む
2.イスを 後 ろに 引 く
2015
1. 掴 む 対 象 を 認 識
2. 把 持
3. 空 き 空 間 探 索
4. 物 体 方 向 制 御
2025
RT ミドルウェア
ソフトウェアコンポーネント
ソフトウェアコンポーネント
component
ソフトウェアコンポーネント
component
ソフトウェアコンポーネント
component
component
ロボットメーカ/サービスインテグレータ
経 済 産 業 省 , ロボット 技 術 ロードマップ 2005
図 2.2.5-1 環 境 構 造 化 と 要 素 技 術
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操 作 端 末
環 境 センサ 群
ブラウザ
HTTP
コ マ ン ド
拘 束
拘 束
拘 束
抽 象 オブジェクト 定 義
関 係 ( 拘 束 ルール) 定 義
例 )「ロボット」は「 壁 」を 通 れない
「ロボット」は「 物 体 」を 操 作 できる
3 次 元 仮 想 空 間
オブジェクトの 位 置 ( 緯 度 ・ 経 度 ・
高 度 )をリアルタムに 更 新
環 境 センサインタフェース
人 とロボット
の 位 置
ホームサーバ
・ 3 次 元 仮 想 空 間 のリアルタイム
更 新 アルゴリズムの 研 究
・ 新 規 モジュール 動 的 追 加 の
方 法 論 の 検 討
・ 抽 象 オブジェクト 定 義 手 法 の 研 究
RTミドルウェア
ハウス 内 モジュール 群
新 規 モジュールの 動 的 追 加
コマンドセット
オブジェクト 拘 束 ルール
Move(d, dir)
Turn(θ, cw/ccw )
・・・
実 モジュール
オブジェクト 形 状
図 2.2.5-2 環 境 構 造 化 と 関 係 性
< 参 考 文 献 >
1)“Intelligent Space and Human Centered Robotics”, Toru Yamaguchi and Eri Sato and Yasufumi
Takama, IEEE Transaction on Industrial Electronics, Vol.50, No.5, pp. 881-889, 2003
2)“Natural Interface using Pointing Behavior for Human-robot Gestural Interaction” Eri Sato,
Toru Yamaguchi, Fumio Harashima, IEEE Transaction on Industrial Electronics (To be appear)
3)“Enhancement of Versatility of the Agent Robot Operation Environment in the Physical Agent
System- Proposal of Data Server Framework- “,Sumiko Takeda, Takenori Tsukikawa, Makoto
Mizukawa, Toshihiro Inukai, Hirohisa Tezuka, Ken-ichiro Shimokura, Proc. SICE-ICASE
International Joint Conference 2006, 2006
4) ” Development of Light-Weight RT-Component (LwRTC) on Embedded Processor”, Yutaka Tsuchiya,
Makoto Mizukawa, Takashi Suehiro, Noriaki Ando, Hiroyuki Nakamoto, Akihiro Ikezoe
5) 「RT アーキテクチャのオープン 化 に 関 する 調 査 研 究 報 告 書 」,( 財 ) 機 械 システム 振 興 協 会 , 平 成 18
年 3 月
6)「GPS 擬 似 衛 星 システムの 現 状 と 課 題 」, 藤 井 健 二 郎 , 計 測 自 動 制 御 学 会 SI 部 門 学 術 講 演 会 , 平 成
18 年 12 月
85

2.3 作 業 現 場 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想
2.3.1 作 業 現 場 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴
作 業 現 場 分 野 においては、 作 業 目 的 が 明 確 であることから、 環 境 構 造 化 に 期 待 する 事 項 としては、 効
率 が 優 先 であるものの、 昨 今 の 情 勢 などから、 安 心 ・ 安 全 、 環 境 保 全 、 利 便 性 、 高 齢 者 支 援 ・ 援 助 など
を 向 上 させることも 考 慮 しながら、 効 率 を 上 げることが 求 められてきている。
特 に 作 業 現 場 における 共 通 の 問 題 点 としては、2007 年 問 題 に 代 表 されるように、 作 業 者 の 高 齢 化
と、 技 術 と 経 験 を 持 った 人 材 が 減 少 しており、 人 材 不 足 が 大 きな 問 題 である。
また、 作 業 現 場 としてビジネスが 確 立 している 場 合 には、それぞれの 作 業 現 場 におけるビジネスのマ
ーケット 構 造 が 大 きく 異 なる。 特 に 人 的 資 産 で 行 われていた 作 業 を 代 替 する 場 合 には、ロボット 技 術 が
入 り 込 むためには 人 件 費 との 競 争 を 強 いられるが、 将 来 的 には 先 に 述 べた 人 材 不 足 問 題 からRT 技 術 の
導 入 が 見 込 めるものの、 当 面 は 作 業 自 体 を 代 替 すると 言 うよりは、 人 間 の 作 業 を 物 理 的 に、 情 報 的 に 支
援 する 技 術 が 必 要 であると 考 えられる。
ここでは、 作 業 現 場 としてRT 技 術 が 期 待 されている 分 野 として、
(1) 建 築 分 野
(2) 土 木 分 野
(3) 農 業 分 野
(4) 災 害 分 野
に 分 け、それぞれのサブ 分 野 における 作 業 の 特 徴 と、マーケット 形 態 を 明 らかにしながら、それぞれの
シナリオベースに 議 論 を 行 うことで、 今 後 、 必 要 となる 環 境 構 造 化 技 術 の 洗 い 出 しを 行 う。
建 築 分 野 に 関 しては、 建 物 本 体 の 施 工 業 者 、 建 物 内 部 の 電 気 設 備 業 者 、 水 道 設 備 業 者 、ガス 設 備 業 者
等 、 様 々な 業 者 が 関 係 しており、それぞれの 業 者 が 建 物 の 施 工 スケジュールに 沿 って、 搬 入 、 施 工 、 搬
出 を 個 別 進 められている。これらを 統 括 して 管 理 する 現 場 監 督 の 業 務 効 率 化 が 重 要 な 課 題 である。また、
近 年 の 耐 震 偽 装 に 見 られる 社 会 的 問 題 に 対 して、 建 物 の 健 全 性 を 保 障 する 施 工 履 歴 の 管 理 も 重 要 な 課 題
として 挙 げられる。 以 上 の 背 景 から、 建 物 の 施 工 管 理 において 効 率 化 が 可 能 なIT、RTの 導 入 におけ
る 技 術 課 題 および、それに 伴 う 環 境 構 造 化 を 検 討 した。
土 木 分 野 に 関 しては、 道 路 、トンネル、ダムと 言 った 建 築 分 野 以 上 の 幅 広 い 作 業 対 象 があり、 作 業 環
境 も 都 市 、 山 岳 、 水 中 等 きわめて 多 岐 にわたっている。そこで 各 対 象 として 基 本 的 に 共 通 である 土 工 事
を 対 象 とし、それに 使 用 される 建 機 の 高 度 化 についてのIT、RT 導 入 における 技 術 課 題 およびそれに
伴 う 環 境 構 造 化 を 検 討 した。
農 業 分 野 に 関 しては、 環 境 構 造 化 を 考 える 上 で、 屋 外 の 露 地 栽 培 と 屋 内 のハウス 栽 培 とに 大 きく 分 け
る 必 要 がある。それぞれに 対 して 産 出 額 が 上 位 のものとして、 露 地 栽 培 では「 米 作 」「ミカン 栽 培 」、
ハウス 栽 培 では「いちご 栽 培 」「トマト 栽 培 」を 対 象 とした。
災 害 分 野 に 関 しては、 災 害 の 種 類 として、 大 都 市 での 震 災 を 想 定 した 広 域 災 害 の 救 助 支 援 と 地 下 街 と
いった 閉 鎖 空 間 災 害 における 救 助 支 援 に 係 るIT、RT 導 入 における 技 術 課 題 およびそれに 伴 う 環 境 構
造 化 を 検 討 した。 特 に 災 害 分 野 における 環 境 構 造 化 は、 他 の3つの 分 野 のように 前 もって 構 造 化 された
環 境 でサービスを 提 供 する 形 態 ではなく、 壊 された 環 境 を 早 急 に 復 旧 できるための 環 境 構 造 化 という 点
で 大 きく 異 なっている。
2.3.2 建 築 分 野
(1) 建 築 工 事 における 現 場 監 督
1)ユーザの 選 定
我 が 国 は 現 在 、 少 子 高 齢 化 が 増 々 進 み、 人 口 減 少 に 転 じている。 過 去 約 20 年 間 の 労 働 者 の 平 均 年 齢
の 推 移 を 図 2.3.2-1に 示 す。 同 図 は、 建 設 業 と 製 造 業 および 全 産 業 の 労 働 者 平 均 年 齢 の 比 較 を 示
し、 建 設 労 働 者 の 平 均 年 齢 が 他 産 業 に 比 べて 高 いことがわかる。こうした 状 況 は、 建 設 労 働 者 に 定 年 制
86

がないことが 一 番 の 理 由 であるが、 若 い 世 代 の 建 設 業 への 就 業 率 が 低 い 一 方 、 離 職 率 が 高 いことも 一 因
となっている。
今 後 の10 年 間 は、 少 子 高 齢 化 の 影 響 や 労 働 者 のホワイトカラー 化 への 移 行 促 進 などにより、 建 設 労
働 者 の 高 齢 化 や 技 能 労 働 者 不 足 が 今 より 顕 著 になることが 予 想 される。 建 設 業 を 若 い 世 代 にとって 魅 力
ある 産 業 にし、 建 設 業 界 全 体 を 活 性 化 させるには、 高 等 な 技 能 を 伝 承 すべきところは 伝 承 できるような
体 制 を 作 り 上 げ、 簡 略 化 すべきところは 極 力 単 純 化 して、 生 産 性 を 大 いに 向 上 させる 必 要 がある。また、
製 造 業 と 比 較 して 低 いレベルにある 作 業 環 境 も 現 在 より 大 幅 に 改 善 する 必 要 がある。
43
42
41
平 均 年 齢 ( 歳 )
40
39
38
37
36
35
全 産 業
建 設 業
製 造 業
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
図 2.3.2-1 労 働 者 平 均 年 齢 の 推 移 ( 厚 生 労 働 省 ホームページから 引 用 )
建 築 工 事 は、 製 造 業 における 工 場 生 産 と 異 なり、 作 業 内 容 が 複 雑 で 種 類 が 多 く、それらの 作 業 工 程 が
複 雑 に 絡 み 合 っているため、 現 場 に 複 数 の 現 場 監 督 が 張 り 付 き、 工 程 の 調 整 のほか、 品 質 管 理 や 安 全 管
理 などと 合 せて 苦 心 しながら 施 工 管 理 を 行 っている。 建 築 工 事 にRTシステムを 導 入 することによって、
施 工 管 理 の 効 率 や 生 産 性 が 大 きく 向 上 し、 作 業 環 境 が 大 幅 に 改 善 することが 期 待 できる。また、こうし
た 変 化 によって、 建 設 労 働 者 の 得 られる 賃 金 が 上 昇 に 転 じ、 現 状 より 建 設 業 界 の 魅 力 が 向 上 するため、
建 設 労 働 者 の 高 齢 化 や 技 能 労 働 者 不 足 に 歯 止 めが 掛 けられる 可 能 性 が 高 まる。
以 上 のことから、 本 項 で 対 象 とするシナリオのユーザは、 建 築 工 事 における 現 場 監 督 とした。 具 体 的
なユーザとして、 入 社 後 10 年 を 越 えた30 歳 台 の 中 堅 職 員 を 選 定 した。この 職 員 は、ITやRTを 積
極 的 に 導 入 することによって、 自 らの 業 務 の 効 率 化 が 進 み、 残 業 時 間 や 休 日 出 勤 が 減 少 できることを 望
んでいる。なお、 対 象 現 場 は 施 工 管 理 項 目 の 多 い 工 事 の 一 つであるマンションとした。マンション 施 工
は、 顧 客 (マンション 購 入 者 )との 接 点 が 非 常 に 多 く、 仕 上 げを 始 めとする 品 質 管 理 項 目 が 多 い。
2)システム 構 成
通 常 、 現 場 監 督 は、 工 事 の 工 程 管 理 、 品 質 管 理 、 安 全 管 理 などの 施 工 管 理 業 務 を 行 っている。これら
の 一 部 をRTシステムに 置 き 換 えることによって、 現 状 の 施 工 管 理 よりきめの 細 かい 効 率 の 良 い 施 工 管
理 が 実 現 すれば、 現 場 に 常 駐 する 現 場 監 督 の 人 員 を 削 減 でき、 現 場 作 業 に 従 事 する 建 設 労 働 者 の 生 産 性
が 大 幅 に 向 上 できる。また、 作 業 安 全 性 や 建 物 品 質 が 大 幅 に 向 上 すると 予 想 できる。RTシステムを 導
入 した 建 築 工 事 現 場 の 状 況 を 図 2.3.2-2に 示 す。また、 同 図 において、 導 入 効 果 が 大 きいと 期 待
できるRTシステムを 以 下 、 説 明 する。
1「 現 場 内 パトロール」RTシステム
カメラを 搭 載 した 移 動 ロボットによって、 現 場 内 をパトロールするRTシステムである。あらかじめ
現 場 内 のマップをダウンロードした 移 動 ロボットは、 移 動 とともにマップを 更 新 する 機 能 を 備 える。 移
動 体 は 外 部 との 通 信 によって 異 なる 技 術 を 併 用 したシームレスな 屋 内 リアルタイム 位 置 計 測 技 術 によ
って 自 己 位 置 を 把 握 し、ICタグなどの 情 報 から 新 たな 障 害 物 を 理 解 して 現 場 内 のマップを 更 新 する。
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「 工 程 管 理 」RT システム
5F
躯 体 工 事 フロア
「 現 場 内 パトロール」RT システム
4F
支 保 工 解 体 フロア
「 資 材 揚 重 ・ 搬 送 」RT システム
3F
資 材 搬 送 フロア
工 事 用
エレベータ
換 気 扇 温 湿 度 センサ
結 露 防 止 自 動 開 閉
「 建 築 現 場 内 制 御 」RT システム
雨
2F
仕 上 工 事 フロア
雨 感 知 センサ
ICタグ
1F
仕 上 仮 置 フロア
図 2.3.2-2 RTシステムを 導 入 した 建 築 現 場 の 状 況
パトロールは 安 全 管 理 を 主 眼 に 行 うが、カメラの 機 能 は 現 場 内 の 安 全 に 関 するパトロール 以 外 に 資 材
揚 重 ・ 搬 送 RTシステムが 問 題 なく 稼 働 できるか 通 路 状 況 の 確 認 、 工 程 管 理 RTシステムや 品 質 管 理 R
Tシステムなどにも 幅 広 く 利 用 される。 移 動 体 は 資 材 を 積 載 した 台 車 を 牽 引 できる 機 能 を 備 えており、
台 車 牽 引 時 には、 資 材 搬 送 RTシステムとして 稼 働 できる。
2「 資 材 揚 重 ・ 搬 送 」RTシステム
現 場 内 パトロールRTシステムの 移 動 ロボットに 台 車 を 牽 引 させることによって、 資 材 揚 重 ・ 搬 送 R
Tシステムに 変 化 する。 資 材 揚 重 ・ 搬 送 は 事 前 の 予 約 に 基 づいて 行 われ、それと 連 動 して 資 材 搬 入 スケ
ジュールが 作 成 され、 製 造 メーカに 自 動 的 に 連 絡 される 仕 組 みとなっている。 資 材 の 製 品 情 報 、 使 用 場
所 、 一 梱 包 の 重 量 などの 情 報 は 資 材 に 貼 付 されたICタグを 読 取 ることで 確 認 できる。 揚 重 は 工 事 用 エ
レベータによって 行 うため、 本 RTシステムでは、 工 事 用 エレベータへの 積 載 および 各 階 にて 工 事 用 エ
レベータからの 荷 降 ろし、 各 階 の 資 材 搬 送 をそれぞれ 行 う。 各 階 での 資 材 搬 送 は、 夜 間 や 作 業 が 手 薄 な
時 間 帯 に 行 うことを 前 提 としており、 搬 送 作 業 の 事 前 に 現 場 内 パトロールRTシステムによって 得 られ
た 現 場 内 の 最 新 マップに 基 づき 作 業 を 行 う。 搬 送 作 業 に 支 障 を 来 たす 状 況 は、 現 場 内 パトロールRTシ
ステムによって 情 報 を 得 ており、 事 前 に 担 当 会 社 へ 移 動 や 撤 去 など 速 やかに 連 絡 する。
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3「 工 程 管 理 」RTシステム
前 日 に 計 画 した 作 業 内 容 と 当 日 の 作 業 進 捗 状 況 をICタグやカメラ 群 の 情 報 から 比 較 判 断 し、 業 種 ・
業 社 ごとに 結 果 を 表 示 するRTシステムである。 各 作 業 を 行 う 作 業 員 は 施 工 が 完 了 した 建 材 に 貼 付 され
たICタグを 読 取 り、 施 工 履 歴 を 蓄 積 する。また、 広 いエリアの 施 工 状 況 を 確 認 したい 場 合 は、 各 所 に
配 備 されたカメラ 群 で 撮 影 された 知 能 化 写 真 を 利 用 する。
4「 品 質 管 理 」RTシステム
施 工 状 況 や 品 質 記 録 に 関 する 写 真 や 施 工 履 歴 情 報 に 基 づいて、 品 質 管 理 業 務 を 支 援 するRTシステム
である。カメラ 群 から 得 られた 知 能 化 写 真 と 建 材 や 仮 設 材 に 貼 付 されたICタグを 読 取 ることで 得 られ
る 施 工 履 歴 情 報 から 収 集 される。 本 RTシステムで 得 られたビル 建 設 時 の 品 質 管 理 情 報 は、オプション
でマンション 購 入 者 に 提 供 され、マンション 管 理 組 合 などが 保 有 する 建 物 カルテに 移 行 させることでマ
ンション 使 用 時 における 維 持 ・ 管 理 に 有 効 活 用 できる。また、ICタグには 施 工 履 歴 情 報 が 記 録 され、
作 業 完 了 状 況 を 把 握 でき、その 情 報 は 工 程 管 理 RTシステムで 利 用 される。
5「 建 築 現 場 内 制 御 」RTシステム
建 築 工 事 現 場 内 の 各 所 に 設 置 されたセンサやカメラ 群 の 情 報 を 基 に 電 動 機 器 、セキュリティ 機 器 など
を 総 合 的 に 制 御 するRTシステムである。 建 築 工 事 期 間 中 に 限 定 した 仮 設 使 用 ではあるが、 基 本 的 に 住
宅 内 で 使 用 するRTシステムの 構 成 とほぼ 同 内 容 である( 一 部 、 防 滴 ・ 防 水 仕 様 が 必 要 な 場 合 有 )。 建
築 現 場 内 を 制 御 する 項 目 として、 以 下 の 事 項 がある。
・ 雨 検 知 機 能 付 自 動 開 閉 窓 システム
・ 現 場 内 セキュリティシステム
・ 自 動 照 明 ON-OFFシステム
・ 結 露 防 止 用 自 動 換 気 システム
表 2.3.2-1 RTシステム 実 現 に 必 要 な 技 術
技 術 / 状 況
無 線 通 信 のシームレス 接 続
屋 内 リアルタイム 位 置 計 測
無 段 差 部 自 律 移 動 + 牽 引
ICタグの 利 活 用 状 況
具 体 例
各 種 無 線 通 信 技 術 併 用 型 のシームレスな 通 信 通 信 技 術 が 実 現
各 種 技 術 併 用 型 のシームレスな 位 置 計 測 技 術 の 実 現 と 数 cmオーダーの 計 測 精 度
3ton 未 満 の 資 材 を 牽 引 しながらの 自 律 移 動 が 実 現
建 材 や 仮 設 材 にはすべてICタグが 貼 付 され、 各 種 情 報 が 記 録 される
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
ここでは、 上 記 のRTシステムで 利 用 する 環 境 構 造 化 技 術 および 同 技 術 により 得 られた 知 能 化 技 術 に
ついてまとめる。また、RTシステムを 実 現 する 上 で 必 要 な 要 素 技 術 のスペックを 表 2.3.2-1に
示 す。 環 境 構 造 化 技 術 と 得 られる 知 能 化 技 術 および 構 築 したRTシステムの 関 係 を 図 2.3.2-3に
示 す。
1 環 境 構 造 化 技 術
・ICタグ
建 設 資 材 に 貼 付 され、 知 能 化 写 真 の 撮 影 対 象 、 施 工 履 歴 情 報 の 取 得 や 移 動 ロボットの 位 置 計 測 に 利 用
する。 施 工 履 歴 情 報 は 工 程 管 理 RTシステムや 品 質 管 理 RTシステムで 利 用 され、 位 置 情 報 は 現 場 内
パトロールシステムや 資 材 揚 重 ・ 搬 送 システムに 利 用 される。
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・ 無 線 センサネットワーク
センサを 現 場 内 に 大 量 に 配 置 するには、 無 線 センサネットワークの 利 用 が 有 効 である。 温 度 、 湿 度 、
雨 検 知 、 人 検 知 などの 比 較 的 安 価 で 普 及 品 であるセンサーを 利 用 する。 計 測 は、1 分 程 度 から10 分
程 度 の 比 較 的 長 いサンプリング 周 波 数 で 十 分 対 応 可 能 であるため、 消 費 電 力 も 少 なく、1 年 程 度 の 仮
設 利 用 期 間 中 の 電 池 交 換 はほぼ 不 要 であると 考 えられる。 主 に 建 築 現 場 内 制 御 RTシステムに 利 用 さ
れ、 場 合 によって 品 質 管 理 RTシステムの 付 加 情 報 として 利 用 される。
・カメラ 群
固 定 カメラは、カメラの 設 置 場 所 の3 次 元 座 標 が 既 知 であり、 移 動 カメラは、3 次 元 座 標 が 屋 内 位 置
計 測 技 術 によって 既 知 となる。また、カメラに 内 界 センサを 取 付 けることでカメラの 向 きを 検 出 でき
る。 得 られた 写 真 に 撮 影 日 時 、カメラの3 次 元 座 標 と 姿 勢 情 報 を 付 加 して 知 能 化 写 真 とすることがで
きる。
2 知 能 化 技 術
・ 知 能 化 写 真
写 真 は 撮 影 者 の 意 思 ・ 目 的 意 識 (いつ 何 を 何 の 目 的 でなど)が 低 い 場 合 、その 撮 影 意 義 を 低 下 させる。
カメラ 群 で 膨 大 な 写 真 を 撮 影 し、その 中 から 任 意 の 現 場 監 督 にとって 意 味 のある 写 真 を 抽 出 するため
には、 何 らかの 検 索 を 可 能 にするキーが 必 要 になる。 得 られた 写 真 に 撮 影 時 刻 と 撮 影 場 所 ・ 方 向 やI
Cタグから 得 られる 撮 影 対 象 を 付 加 して 知 能 化 写 真 とすることで、 膨 大 な 写 真 データから 特 定 の 写 真
を 抽 出 して 施 工 管 理 に 利 用 することができる。 撮 影 日 時 と 撮 影 対 象 が 限 定 できる 知 能 化 写 真 は、 施 工
および 施 工 記 録 の 健 全 性 を 証 明 することができる 他 、3 次 元 CADデータと 比 較 することで 各 種 検 査 、
確 認 業 務 などにも 利 用 できる。
・ 施 工 履 歴
マンション 購 入 者 にとって、 建 物 の 健 全 性 が 保 証 されることは 極 めて 重 要 である。 施 工 品 質 を 保 証 す
る 手 段 は 数 多 くあるが、そのうち 最 も 有 効 であると 考 えられるのが、 施 工 状 況 の 写 真 記 録 とICタグ
を 利 用 した 建 設 資 材 製 品 情 報 や 施 工 情 報 の 履 歴 である。ここでは、 知 能 化 写 真 とICタグに 記 録 され
た 情 報 を 利 用 し、その 目 的 に 応 じて 検 索 、 絞 込 みを 行 うことで 必 要 な 施 工 履 歴 情 報 を 得 ることができ
るようにする。その 技 術 によって、 住 戸 ごとに 施 工 履 歴 情 報 を 簡 単 に 分 類 できるようになるため、 施
工 履 歴 情 報 のオプション 販 売 などのサービス 提 供 も 可 能 になる。
・ 工 事 状 況 把 握
建 材 や 仮 設 材 に 貼 付 されたICタグを 施 工 完 了 の 段 階 に 自 動 または 手 動 で 読 取 ることで 施 工 完 了 情
報 を 収 集 でき、 蓄 積 することで 施 工 履 歴 情 報 が 得 られる。また、カメラ 群 から 比 較 的 広 いエリアの 知
能 化 写 真 を 収 集 でき、 工 事 状 況 の 把 握 ができる。あらかじめ 作 成 した3D-CADデータと 知 能 化 写
真 を 比 較 することで、 施 工 の 進 捗 状 況 を 理 解 することができる。
・ 環 境 制 御
センサの 設 置 期 間 が 短 く、センシングのサンプリング 周 波 数 が 低 い 建 築 工 事 現 場 では、 省 配 線 が 可 能
な 無 線 センサネットワークの 利 用 が 有 効 である。センサ 情 報 として、 温 度 、 湿 度 、 雨 検 知 、 人 検 知 な
どの 情 報 を 取 得 し、 雨 検 知 機 能 付 自 動 開 閉 窓 システム、 現 場 内 セキュリティシステム、 自 動 照 明 ON
-OFFシステム、 結 露 防 止 用 自 動 換 気 システムなどのシステムを 制 御 する。
・ 半 屋 内 における 自 律 移 動
建 築 物 などの 上 方 空 間 を 構 造 体 で 遮 蔽 された 屋 内 空 間 ではGPSなど 公 共 の 位 置 計 測 サービスを 利
用 できないため、 屋 内 GPSや 建 材 に 貼 付 されたICタグ、 特 殊 マーカーを 利 用 した 移 動 カメラによ
る 位 置 計 測 技 術 など 異 なる 技 術 を 併 用 したシームレスな 屋 内 リアルタイム 位 置 計 測 技 術 が 必 要 であ
る。 数 cmオーダーの 位 置 検 出 精 度 が 得 られれば、 移 動 体 には 内 界 センサを 搭 載 する 必 要 がない( 無
線 通 信 モジュールのみ 必 要 である)。ICタグによって、 新 たな 障 害 物 を 検 知 した 場 合 には、 移 動 体
内 の 現 場 マップを 逐 次 更 新 させて 安 定 した 自 律 移 動 性 能 を 確 保 する。
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環 境 構 造 化 技 術 知 能 化 技 術 システム 構 成
・ ICタグ ・ 知 能 化 写 真 ・ 現 場 内 パトロール
・ センサーネットワーク ・ 施 工 履 歴 ・ 資 材 揚 重 ・ 搬 送
・ カメラ 群 ・ 工 事 状 況 把 握 ・ 工 程 管 理
・ 環 境 制 御 ・ 品 質 管 理
・ 半 屋 内 における 自 律 移 動 ・ 建 築 現 場 内 制 御
図 2.3.2-3 環 境 構 造 化 技 術 と 知 能 化 技 術 およびRTシステムの 関 係
(2) 建 築 工 事 作 業 に 携 わる 協 力 会 社 の 職 長
1)ユーザの 選 定
ここでは、 実 際 に 建 築 工 事 作 業 に 携 わる 協 力 会 社 ( 内 装 工 事 担 当 の 工 務 店 )の 職 長 を 想 定 する。 大 手
建 設 会 社 が 施 工 する 都 内 の 超 高 層 マンションの 施 工 を 担 当 している。 管 理 する 作 業 者 数 は 日 によって 前
後 するが、おおよそ10 名 程 度 となっている。ここで、 協 力 会 社 とは、 工 事 の 元 請 である 建 設 会 社 と 請
負 契 約 関 係 にあり、 建 設 会 社 の 指 導 監 督 下 において 実 際 の 工 事 を 遂 行 する 立 場 にある。 建 設 会 社 各 社 の
受 注 コストが 低 下 する 中 、 協 力 会 社 各 社 もより 多 くの 利 益 を 確 保 するために、さらなる 施 工 の 合 理 化 が
求 められている。
最 近 は、 建 設 会 社 から 特 に 工 期 短 縮 を 再 三 要 望 されている。 施 工 の 合 理 化 には、 工 期 短 縮 が 最 も 有 効
な 手 段 であるため、 工 期 短 縮 を 実 現 すれば、 競 争 力 のある 協 力 会 社 として 建 設 会 社 から 良 い 評 価 を 受 け
る。 工 期 が 短 縮 できれば、 自 分 の 会 社 の 人 件 費 を 抑 えられる。その 反 面 、 品 質 を 落 とすことは、 耐 震 偽
装 事 件 を 例 に 取 るまでもなく、 以 後 の 企 業 活 動 が 立 ち 行 かなくなる。そのためには、 優 秀 な 職 人 の 確 保
と 不 具 合 の 少 ない 確 実 な 施 工 が 一 番 である。とはいえ 現 場 施 工 においては、どうしても 不 具 合 箇 所 や 手
戻 り 作 業 が 発 生 する 箇 所 が 出 てくる。それらを 如 何 に 少 なく 抑 え、すばやくクリアするかが 職 長 として
の 経 験 の 見 せ 所 でもある。
しかし、 作 業 工 程 は 他 業 種 の 協 力 会 社 の 状 況 にも 左 右 されやすく、 時 として 丸 1 日 作 業 に 取 りかかれ
ず、 無 駄 な 作 業 手 配 になる 場 合 もある。これは、 時 間 と 金 の 無 駄 であり、その 解 決 は 建 設 会 社 と 協 力 会
社 間 の 連 絡 の 徹 底 が 不 可 欠 である。しかし、 日 々 変 化 する 作 業 現 場 の 状 況 をすぐに 把 握 することはなか
なか 難 しいことである。
また、 資 材 の 現 場 搬 入 に 関 しても、 工 程 通 り 手 配 されていれば 問 題 はないが、どうしても 手 配 ミスや
納 入 の 遅 れが 発 生 する。 都 市 部 では、 敷 地 が 狭 い 現 場 が 多 いので、 資 材 の 仮 置 場 所 を 十 分 に 確 保 できる
現 場 は 少 ない。 適 時 資 材 が 入 ってくる 簡 単 な 仕 組 みがあると 仕 事 もやりやすくなるだろう。
また、 横 の 連 携 という 意 味 で 各 作 業 員 がどこで 働 いているかを 把 握 することは、 作 業 の 連 携 や、 安 全
の 面 からも 必 要 になっていると 感 じられる。 特 に 建 設 作 業 は、 危 険 と 隣 りあわせなので、いざというと
きの 備 えは 様 々な 面 で 対 応 したい。
しかし、これらの 効 率 化 は 資 金 ならびに 運 用 の 面 からも 協 力 会 社 単 独 で 完 遂 することは 難 しい。 元 請
である 建 設 会 社 の 協 力 の 下 、 開 発 ・ 導 入 が 現 実 的 であろう。
2)システム 構 成
(1) 建 築 工 事 における 現 場 監 督 のように、 協 力 会 社 にとっても、 業 務 の 効 率 化 に 用 いるRTシステム
は 建 設 会 社 と 共 用 することになる。RTシステムと 情 報 を 共 有 することが、 協 力 会 社 の 施 工 の 効 率 化 に
対 しても 最 も 有 効 であるからである。そして10 年 後 の 協 力 会 社 の 職 長 にとっても、いつでもどこでも
現 場 の 状 況 を 把 握 できるシステムは 有 効 性 を 発 揮 すると 考 えられる。
91

(X,Y,Z)
Position
Schedule
2F.B-2
1F,A-1
Auto logistics
Check!
協 力 会 社
ゼネコン
図 2.3.2-4 RTシステム 導 入 後 の 情 報 共 有 のイメージ
1「 工 程 管 理 」RTシステム((1)と 共 通 )
現 場 の 効 率 的 な 運 用 を 目 指 し、 建 設 会 社 と 協 力 し、 現 場 の 運 用 管 理 情 報 システムとして「 工 程 管 理 」
RTシステムが 導 入 されている。 現 場 作 業 の 要 となるこのシステムは、1 日 の 作 業 の 最 後 に 皆 の 作 業 状
況 を「 工 程 管 理 」RTシステム 共 用 の 端 末 に 記 入 するだけですむ。これを 見 れば 他 業 種 の 工 程 の 進 捗 も
見 ることができるので、 人 員 配 員 を 計 画 するためには、 不 可 欠 のシステムである。 協 力 会 社 の 本 社 機 能
側 は、 各 現 場 の 職 長 から 送 られるこの 情 報 を 元 に、 当 該 現 場 以 外 も 含 めた 担 当 の 現 場 への 人 員 配 置 計 画
を 的 確 に 設 定 することが 可 能 となる。 適 切 な 配 置 計 画 は、 無 駄 な 人 件 費 を 抑 えることに 直 結 する。この
RTシステムにより、 時 間 をもて 遊 ぶ 職 人 が 大 幅 に 削 減 できるようになる。
2「 資 材 揚 重 ・ 搬 送 」RTシステム((1)と 共 通 )
また、 上 記 「 工 程 管 理 」RTシステムに 連 動 して、 夜 間 に 資 材 を 自 動 的 に 搬 送 してくれる「 資 材 揚 重 ・
搬 送 」RTシステムも 導 入 が 進 むであろう。 資 材 を 各 作 業 場 所 へジャストインタイムで 供 給 することが
可 能 となるため、 実 際 に 資 材 を 取 付 ける 側 としては、 手 戻 りや 資 材 の 到 着 待 ちを 最 小 限 に 抑 えた 作 業 が
可 能 となる。これは、 作 業 工 程 の 短 縮 や 要 員 の 最 適 な 配 置 にもつながるので、 人 件 費 を 抑 える 有 効 な 手
段 となる。さらに、エレベータの 利 用 が 混 雑 しない 夜 間 に 必 要 な 資 材 を 所 定 のフロアに 運 んでおいてく
れるこのRTシステムは、 職 人 にとってはすぐに 仕 事 に 入 れるので 非 常 にありがたい。
3「 品 質 管 理 」RTシステム((1)と 共 通 )
同 システムが 提 供 する 写 真 を 利 用 した 品 質 管 理 システムは、「 百 聞 は 一 見 にしかず」の 通 り、 現 場 監
督 や 他 の 協 力 会 社 との 意 思 相 通 を 間 違 いのないものとしている。これにより、 手 戻 りやミスを 最 小 限 に
抑 えた 施 工 を 実 現 することができる。「 品 質 管 理 」RTシステムを 介 して 示 される 不 具 合 状 況 も 映 像 ・
音 声 つきで 送 信 されるので、 内 容 も 直 ぐわかるし、すばやい 対 処 につながっている。
上 記 以 外 に、 実 際 に 施 工 に 当 たる 際 に 協 力 会 社 を 支 援 するものとして、 以 下 のRTシステムが 考 えら
れる。
4「スタッフ 位 置 管 理 」RTシステム
協 力 会 社 の 各 作 業 員 の 現 場 内 での 配 置 を 逐 次 モニタリングするためのRTシステムである。 現 場 での
92

作 業 は 時 々 刻 々と 変 化 するため、 時 として 作 業 員 の 相 互 協 力 を 必 要 とする 作 業 が 発 生 する。そのような
場 合 、 常 に 作 業 員 配 置 が 把 握 できることで、 適 切 に 協 力 人 員 の 選 択 依 頼 を 行 うことができる。「 工 程 管
理 」RTシステムや「 品 質 管 理 」RTシステムを 通 して、 不 具 合 箇 所 の 手 直 しについて 急 に 連 絡 があっ
たとしても、 現 場 で 直 ちに 近 くにいる 職 人 を 集 めて 処 置 を 施 すことができる。
さらには 安 全 の 面 からも、 突 発 的 な 事 故 が 起 こった 際 の 安 全 確 認 、 救 助 支 援 においても 有 効 となる。
5「 位 置 合 わせ 情 報 サポート」RTシステム
建 築 資 材 の 取 付 ける 位 置 を 正 確 に 行 うためのRTシステムである。 現 場 で 利 用 される 資 材 数 は 膨 大 で
あり、そのすべてを 所 定 の 位 置 に 正 確 に 配 置 ・ 取 付 けることが 要 求 される。しかし、 外 見 が 類 似 の 資 材
も 多 く、 時 として 違 ったものが 取 り 付 けられる、 向 きが 違 う、 位 置 が 違 う、 等 のミスを 発 生 させる。
本 システムは、そのようなミスをなくすために、 資 材 に 貼 付 されたICタグの 情 報 に 基 づき、 資 材 の
最 終 的 な 位 置 情 報 を 持 つCAD 情 報 と 連 動 させることによって、 取 付 けミスのない 施 工 を 実 現 する。ま
た、 資 材 の 取 付 け 情 報 は、 上 位 の「 工 程 管 理 」・「 品 質 管 理 」RTシステムへも 情 報 を 反 映 する。
また、 特 に 取 付 け 精 度 を 要 求 される 資 材 では、「 現 場 内 パトロール」RTシステムのうち、 特 に 測 量
機 能 を 高 度 化 させた 移 動 型 測 量 RTシステムの 支 援 により、 資 材 の 取 付 け 精 度 を±1cm 以 内 に 収 める
ことが 可 能 である。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
協 力 会 社 側 が 利 用 するRTシステムは、(1)と 大 きく 変 わらないため、そこで 利 用 される 環 境 構 造
化 技 術 ならびに 知 能 化 技 術 もほぼ 同 様 である。ここでは、 協 力 会 社 側 が 利 用 するRTシステムにおいて、
特 に 説 明 が 必 要 なものについて 記 述 する。
1 環 境 構 造 化 技 術
・ICタグ
建 設 資 材 に 貼 付 される 以 外 にも、 作 業 員 各 員 がIDカードとして 携 帯 する。これらの 情 報 を 利 用 して、
「スタッフ 位 置 管 理 」RTシステムが 運 用 される。 利 用 するICタグとしては、 通 信 距 離 の 面 ではア
クティブ 型 が 良 いと 考 えられるが、 作 業 員 各 員 のID 情 報 は「スタッフ 位 置 管 理 」RTシステム 以 外
にも 多 くの 利 用 先 があり、 電 池 内 蔵 を 基 本 とするアクティブ 型 より 通 信 距 離 の 長 いUHF 帯 のパッシ
ブ 型 の 方 が 応 用 性 が 高 い。
2.3.3 土 木 分 野
道 路 工 事 、トンネル 工 事 、ダム 工 事 など、 土 木 分 野 には 多 数 の 工 事 の 種 類 があり、 施 工 する 場 所 も、
都 市 、 山 岳 、 水 中 と、きわめて 多 岐 にわたる。それらのすべてを 取 り 上 げることは 困 難 なので、ここで
はどの 工 事 にもほぼ 含 まれている「 土 工 事 」を、 土 木 分 野 の 代 表 的 な 作 業 と 考 え 検 討 の 対 象 とする。
(1) 建 設 機 械 工 事
1)ユーザの 選 定 : 建 設 機 械 オペレータ
Aさん(63 歳 )は、 土 木 施 工 会 社 に 勤 務 する 建 設 機 械 のオペレータである。 Aさんのオペレータと
しての 経 験 は 今 年 で40 年 になる。 初 期 の 完 全 に 手 動 式 の 建 設 機 械 から、 最 近 の 半 自 動 化 された 新 しい
機 械 まで、 豊 富 な 運 転 経 験 がある。63 歳 のAさんは、ひと 昔 前 ならばとうに 現 役 を 引 退 している 年 齢
である。しかし 最 近 の 知 能 化 建 機 では、 優 れた 視 力 と 集 中 力 を 要 する 直 線 仕 上 げ 掘 削 のような 難 しい 操
作 は、 機 械 がほぼ 自 動 でやってくれるので、ほとんど 年 齢 を 感 じることもなく 乗 務 を 続 けている。
・202X 年 2 月 X 日 、 今 日 の 仕 事 は、B 国 際 空 港 の 拡 張 工 事 である。
充 電 器 の 上 に 置 かれた 自 分 のヘルメットを 取 り 上 げた。 以 前 の 無 骨 なヘルメットとは 違 い、 現 在 着 用
93

しているのは、 掘 削 のガイダンスなどを 表 示 するアイマウントディスプレイや 音 声 ガイダンスのスピー
カ、 生 体 認 証 用 の 網 膜 カメラ、ICタグなどが 組 込 まれたIT 端 末 の 機 能 を 備 えている。 顎 の 下 のベル
トをカチリと 締 めて 駐 機 場 へ 向 かう。 今 日 の 担 当 機 種 は20tonクラスの 中 型 油 圧 ショベルだ。
機 械 に 搭 乗 する。 安 全 ベルトを 締 めてスタートボタンを 押 した。エンジン 始 動 とともにすぐに 機 械 の
健 康 チェックが 始 まる。このチェックシステムは、 機 械 の 健 康 状 態 をリアルタイムに 監 視 している。チ
ェックの 結 果 は、 事 務 所 の 機 械 管 理 コンピュータと 建 機 ディーラのコンピュータに 送 信 されていて、 異
常 があればその 対 応 が 直 ちに 運 転 席 のモニター 上 に 表 示 される。モニター 上 には、「すべてOK」のサ
インが 表 示 された。
ヘルメットのICタグ 認 証 で、 機 械 の 操 作 フィーリングはすでにAさんの 好 みに 書 き 換 えられている。
つづいて「 本 日 の 作 業 」ボタンを 押 した。モニター 上 に 今 日 の 作 業 内 容 が 表 示 される。 今 日 の 作 業 は 構
造 物 の 建 設 部 分 の「 床 付 掘 削 」だ。モニター 上 の「データ 受 信 済 」のサインを 確 認 した。これが 受 信 で
きていれば、 作 業 の 詳 細 は 機 械 が 現 場 でガイダンスしてくれるので 何 の 不 安 もない。さぁ、いよいよ 今
日 の 作 業 の 始 まりだ。
バケットを 上 げ 走 行 レバーを 押 して 駐 機 場 を 出 発 する。いったん 駐 機 場 のフロントヤードにあるサー
クル 内 に 機 械 を 入 れ、 自 動 走 行 のボタンを 押 す。ここからは 自 動 走 行 で 機 械 が 現 場 に 誘 導 してくれる。
この 現 場 にある 車 両 の 位 置 は、すべて 高 精 度 のGPSで 把 握 されており、 適 正 な 運 転 間 隔 に 運 行 管 理 さ
れているので 安 心 である。5 分 ほどかって 現 場 に 到 着 した。
現 場 に 到 着 後 、 車 載 のステレオカメラをONにして 周 辺 地 形 の3 次 元 形 状 を 読 み 取 らせた。 事 前 にG
PS 測 量 された 地 形 データがすでに 機 械 に 転 送 おり、 車 載 コンピュータが 両 者 の 一 致 を 確 認 した。モニ
ター 画 面 上 には、「 実 画 像 」、「 測 量 データ」、「 設 計 データ」が 重 ね 合 わせて 表 示 されている。もち
ろん 視 点 の 変 更 も 自 在 である。
つづいて「ガイダンス」のボタンを 押 した。 画 面 上 に 掘 削 開 始 点 が 表 示 された。 走 行 レバーを 操 作 し
て 機 械 を 移 動 させ、バケットを 動 かして 歯 先 を 開 始 点 に 合 わせた。 掘 削 開 始 だ。バケットには 掘 削 領 域
制 限 が 働 いているので 仕 上 げ 線 を 超 えて 掘 削 してしまう 心 配 はない。また 歯 先 軌 跡 がモニター 上 に 表 示
されているので 確 認 も 容 易 だ。 作 業 中 の「 土 工 量 / 消 費 燃 料 」は、 随 時 通 信 回 線 でホストコンピュータ
に 送 られている。 効 率 的 な 掘 削 軌 跡 がモニター 上 にガイダンス 表 示 されるので、 掘 削 軌 跡 をなるべくこ
れに 合 わせるように 操 作 する。 機 械 が 自 分 好 みの 操 作 フィーリングになっているので 操 作 はとても 楽 だ。
また 転 倒 抑 制 システムが 働 いているので、 誤 った 機 械 操 作 でバランスを 崩 してしまうようなこともない。
無 人 ダンプトラックがやって 来 た。 無 人 ダンプは、こちらの 機 械 の 位 置 をGPSのデータから 把 握 し
ていて、 積 み 込 みに 最 適 な 位 置 まで 来 て 自 動 停 止 した。 排 出 土 をダンプトラックに 積 み 込 む。 操 作 パネ
ルの「 積 込 モード」を 選 択 する。ダンプの 位 置 を 車 載 カメラが 認 識 して 自 動 パレタイズ 機 能 が 働 くので、
土 砂 を 掬 い 取 ってボタンを 押 すだけで、ベッセルにバランスよく 積 載 される。 積 込 重 量 は 油 圧 ショベル
のペイロードメータが 計 測 していて、そのデータは、 自 動 的 にホストコンピュータに 転 送 されている。
ペイロードメータの 満 杯 を 確 認 して、 無 人 ダンプトラックに 発 進 OKの 指 令 を 送 った。
午 前 中 一 杯 で 荒 掘 削 が 完 了 した。 経 験 と 勘 を 頼 りに 機 械 を 操 作 していた 時 代 に 比 べると、 時 間 当 たり
の 施 工 面 積 は 倍 ほどになっているだろうか。
午 後 の 作 業 は 午 前 中 に 荒 掘 削 した 部 分 の 仕 上 げ 掘 削 である。モニター 上 に 表 示 された 床 面 の 設 計 深 さ
を 入 力 して、「 自 動 掘 削 モード」を 選 択 する。 歯 先 を 開 始 点 に 合 わせてスタートボタンを 押 す。ブーム、
アーム、バケットが 自 動 的 に 連 動 して 指 定 した 深 さのきれいな 直 線 軌 道 を 描 いた。モニター 上 に 仕 上 げ
線 と 現 在 の 掘 削 線 が 示 され、その 誤 差 が 表 示 される。2 回 掘 削 を 繰 り 返 して 規 定 値 内 の 寸 法 に 収 まった。
掘 削 スピードも 手 動 で 仕 上 げていた 時 代 に 比 べて1.5 倍 ほどに 上 がっている。 以 前 はAさんのような
一 部 のベテランオペレータだけがこなせる、とても 難 しい 作 業 であったのだが、 今 では 経 験 の 浅 いオペ
レータでも 遜 色 のない 精 度 で 仕 上 げられるようになっている。
少 しずつ 機 械 を 移 動 させてどんどん 仕 上 げ 掘 削 を 進 めていく。 周 囲 に 測 量 班 などの 作 業 員 はいないの
で 安 全 だが、 万 一 近 くに 人 がいた 場 合 には、 作 業 員 のヘルメットに 仕 込 まれたICタグを 機 械 が 検 知 し
て 警 報 を 出 すようになっている。さらに 作 業 員 との 距 離 があらかじめ 設 定 した 閾 値 を 超 えると、 機 械 が
自 動 的 に 停 止 するようになっているので 安 心 だ。
午 後 4 時 、 予 定 の 範 囲 の 作 業 を 終 了 することができた。 出 来 形 は 最 終 の 歯 先 軌 跡 の 集 合 として、 高 速 ・
大 容 量 の 屋 外 無 線 LANを 介 してホストコンピュータに 送 られている。 手 動 施 工 の 時 代 には、Aさんで
も5cm 程 度 の 精 度 で 仕 上 げるのが 精 一 杯 だったが、 今 ではほとんどの 範 囲 が2cm 以 内 の 精 度 に 収 ま
っている。これは 最 近 開 発 された 精 度 1cmの 超 高 精 度 GPSによるところが 大 きい。 最 後 に 車 載 カメ
ラで 出 来 形 を 撮 影 してホストコンピュータに 転 送 した。
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機 械 を 駐 機 場 に 戻 そう。 走 行 レバーを 操 作 して 指 定 の 走 行 経 路 に 機 械 を 移 動 した。ここから 駐 機 場 の
フロントヤードまでは 自 動 走 行 なのでモニターを 監 視 しているだけでよい。フロントヤードに 到 着 した。
機 械 を 自 動 洗 車 ・ 給 油 機 に 誘 導 する。 足 回 りやバケットに 付 いた 土 砂 はすっかりきれいに 洗 い 流 され、
燃 料 も 満 タンに 給 油 された。 機 械 を 駐 機 場 の 所 定 の 場 所 へ 止 め、「ストップ」ボタンを 押 して 機 械 を 降
りた。
事 務 所 に 戻 ってヘルメットを 外 し、 充 電 器 の 上 に 戻 した。 午 後 5 時 、IDカードで 退 社 を 記 録 した。
事 務 所 の 奥 では 監 督 さんがパソコンで 本 日 の 出 来 形 の 計 測 結 果 や 出 来 高 の 最 終 を 確 認 している。
図 2.3.3-1 現 状 の 施 工 状 況
図 2.3.3-2 土 木 分 野 RT 化 のシステム 構 成
2)システム 構 想
日 々 変 化 する 環 境 や 多 様 な 土 質 を 対 象 とする 土 木 工 事 では、15 年 後 程 度 の 近 未 来 を 予 測 する 場 合 、
すべての 作 業 が 自 律 化 されるとは 考 えにくい。 前 項 のシナリオでは、 土 砂 搬 送 などの 比 較 的 単 純 な 作 業
は 自 律 化 され、 掘 削 のようにきわめて 高 度 な 判 断 が 要 求 される 作 業 については、オペレータの 負 担 を 低
減 し、 施 工 速 度 と 精 度 の 大 幅 向 上 を 図 る 支 援 ・ガイダンスのシステムがRT 化 の 中 心 になるものと 予 測
している。システム 構 想 の 概 要 を 以 下 にまとめる。
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1 掘 削 支 援
・ 掘 削 ガイダンスシステム( 完 全 な 丁 張 りレス)
GPS、 視 覚 センサなどによる 地 形 計 測 結 果 と、 設 計 CADデータとの 比 較 から、 実 際 に 掘 削 する 領
域 、 深 さ、 勾 配 などを 算 出 、 車 載 モニター 上 に 呈 示 する。 掘 削 開 始 点 、1 回 目 、2 回 目 、それ 以 降 の
掘 削 線 、 仕 上 げ 線 なども、 掘 削 の 進 展 に 合 わせ 随 時 表 示 される。 実 際 の 掘 削 軌 跡 も 表 示 され、オペレ
ータはそれらを 見 ながら 掘 削 作 業 を 進 める。 設 計 領 域 外 を 掘 削 しないようにするバケットの 動 作 領 域
制 限 も 自 動 的 に 設 定 される。 施 工 スピードの 大 幅 アップと 測 量 員 が 不 要 で 高 い 安 全 性 を 実 現 する。
・ 自 動 掘 削 システム
難 しい 複 合 操 作 や 微 操 作 の 部 分 を 自 動 化 する。 掘 削 軌 跡 は 設 計 データから 転 送 することもできるし、
オペレータが 自 分 で 設 定 することも 可 能 。オペレータは 掘 削 開 始 点 に 歯 先 を 合 わせ、スタートボタン
を 押 すだけでよい。 施 工 スピード、 精 度 ともに 飛 躍 的 に 向 上 。 熟 練 オペレータ 不 足 も 解 消 する。
・ 自 動 積 込 みシステム
ダンプトラックは 油 圧 ショベルやホイルローダなどの 積 み 込 み 機 械 の 位 置 をGPSデータなどから
把 握 しており、 積 み 込 みに 最 適 な 位 置 まで 自 動 的 に 誘 導 される。また 積 み 込 み 機 は、ダンプトラック
のベッセル 位 置 を 視 覚 センサやGPSで 認 識 して、パレタイズ 機 能 が 働 き、 土 砂 を 自 動 的 にバランス
よく 積 み 込 む。
・ 自 動 走 行 システム
RTKGPSなどを 用 い、 現 場 での 機 械 の 走 行 を 自 動 化 する。 作 業 開 始 点 への 誘 導 やブルドーザ、グ
レーダ、 振 動 ローラなど、 走 行 機 能 を 使 った 施 工 も 自 動 化 される。また 土 砂 の 搬 送 用 のダンプトラッ
クの 走 行 も 無 人 化 される。 複 数 台 の 機 械 の 走 行 はコンピュータによって 運 行 管 理 されるとともに、そ
れぞれの 機 械 間 の 相 互 通 信 も 可 能 なシステムとして、 効 率 的 な 施 工 と 衝 突 などの 回 避 を 実 現 する。
・ 最 適 燃 費 運 転 ガイダンスシステム
「 土 工 量 / 燃 料 消 費 量 」が 最 小 となるような、 掘 削 手 順 や 掘 削 軌 跡 が、 車 載 コンピュータで 演 算 され、
オペレータに 呈 示 される。システムには、ベテランオペレータのノウハウとスキルが 反 映 されている。
オペレータはこのガイダンスに 従 うだけで、もっとも 効 率 的 な 掘 削 作 業 ができる。
・ 自 分 好 みのフィーリングがインストールできる 操 作 性 可 変 システム
オペレータの 好 みや 癖 を 機 械 が 学 習 。 自 動 的 にオペレータ 好 み 操 作 性 を 実 現 する。もちろんオペレー
タ 自 身 がパラメータを 変 更 することも 可 能 。 学 習 結 果 は、 自 分 のIDカードなどにダウンロードでき
るので、 別 の 機 械 に 搭 乗 するときは、 学 習 結 果 をインストールするだけで、すぐに 使 い 慣 れた 機 械 の
ように 運 転 することができる。
2 安 全 支 援
・ 人 、 機 械 、 車 両 の 接 近 検 知 とアラーム
現 場 内 のすべての 人 間 や 車 両 に、カード 化 やステッカー 化 されたICタグなどを 装 着 。 機 械 への 接 近
を 検 出 して 警 報 を 出 す。あらかじめ 設 定 した 閾 値 を 超 えて 人 が 近 づくと 自 動 的 に 機 械 は 停 止 する。
・ 転 倒 抑 制 の 動 的 車 体 制 御 システム
機 械 のダイナミックバランスを 瞬 時 に 車 載 コンピュータが 算 出 。 動 的 不 安 定 領 域 に 入 ることを 自 動 的
に 回 避 するシステム。
3 施 工 管 理
・ 出 来 形 、 出 来 高 の 自 動 計 測 と 情 報 転 送 システム
掘 削 時 の 歯 先 位 置 が 常 時 モニタリングされていることにより、 出 来 形 はそれらの 最 終 軌 跡 から 把 握 で
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きる。また 機 械 に 搭 載 したペイロードメータにより 掘 削 土 量 も 自 動 的 に 累 積 される。 掘 削 前 後 の 地 形
が 常 にモニタされていることにより、 掘 削 容 積 の 把 握 も 可 能 であり、 施 工 管 理 のための 測 量 や 帳 票 類
のまとめは 大 幅 に 高 率 化 される。
4 機 械 管 理
・リアルタイム 機 械 健 康 管 理 システム
機 械 に 各 種 センサを 装 着 。 機 械 の 状 態 を 常 時 モニタリングしてAIを 活 用 した 診 断 システムが、 機 械
の 健 康 状 態 を 常 時 チェック。 最 終 故 障 に 至 る 前 の 予 防 保 全 で 高 い 稼 働 率 を 確 保 する。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
前 項 のようなシステムを 実 現 するために、 以 下 のような 環 境 構 造 化 の 技 術 課 題 の 解 決 が 必 要 とされる。
1 高 精 度 GPS
高 精 度 の 屋 外 測 位 、 方 位 の 計 測 システムは、 前 述 のシナリオのようなシステムを 構 築 する 上 で 要 とな
る 技 術 である。RTKGPSなど、 現 行 のGPSも 高 精 度 化 が 進 んでいるが、 高 さ 方 向 の 精 度 が 十 分 で
ないことや、コストがきわめて 高 価 であることなど、 課 題 も 多 く、 幅 広 く 産 業 分 野 に 用 いられるように
はなっていない。スタティックな 測 位 では、 現 在 でもかなり 高 精 度 のものがあるが、これは 通 常 の 土 木
施 工 には 不 向 きである。3 次 元 方 向 すべての 精 度 が1cm 以 内 で、 山 陰 など 電 波 の 難 受 信 の 場 合 でも 補
完 が 可 能 な 高 精 度 測 位 システムは、 土 木 分 野 のRT 化 に 不 可 欠 な 技 術 である。またシステムが 小 型 であ
ること、 振 動 や 粉 塵 、 熱 など、 十 分 な 耐 候 性 を 有 することが 必 要 である。ほとんどすべての 機 械 にGP
Sが 必 要 となることから、 価 格 は 数 万 円 / 台 程 度 になることが 期 待 される。
2 屋 外 ICタグ
人 間 や 機 械 の 認 証 や 接 近 検 知 など、ICタグは 屋 外 においても 重 要 な 技 術 である。とくに 屋 外 におい
ては、 検 出 距 離 が 長 く、 電 波 状 況 が 変 化 する 条 件 下 においても 安 定 した 受 信 ができることが 必 要 である。
このため 土 木 分 野 で 用 いられるタグは、アクティブタグが 中 心 になると 予 測 される。 必 要 とされる 通 信
距 離 は 数 10mに 及 ぶと 思 われるが、これを 実 現 する 周 波 数 利 帯 域 など、 電 波 法 など 行 政 上 の 改 革 も 必
要 となるであろう。
3 高 速 ・ 大 容 量 の 屋 外 情 報 伝 送 システム
現 在 も 無 人 化 施 工 や 一 部 の 鉱 山 などでは、 屋 外 のLANシステムが 使 用 されている。しかし 通 信 量 が
限 定 されていることや、 安 定 した 通 信 の 確 保 が 困 難 なことから、ロバストで 高 速 ・ 大 容 量 の 通 信 が 可 能
な 屋 外 情 報 伝 送 システムの 実 現 が 望 まれる。
その 他 、 環 境 構 造 化 以 外 では、 以 下 のような 技 術 課 題 の 解 決 が 必 要 であろう。
・ 人 間 操 作 を 補 完 する 部 分 自 動 化 、 知 能 化 システム( 人 間 操 作 との 協 調 )
・ 熟 練 者 のスキルを 再 現 するコントロール
・ 複 数 機 械 の 群 管 理
・ 障 害 物 の 感 知 など、 危 険 回 避 システム
・ 情 報 化 施 工 との 統 合 ( 設 計 CADリンク、 施 工 ガイダンス、 出 来 高 管 理 ) など
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2.3.4 農 業 分 野
農 業 分 野 においては 屋 外 作 業 の 代 表 例 としての 米 作 ・ 畑 作 ( 露 地 栽 培 )や 柑 橘 類 栽 培 が 上 げられる。
さらには 今 後 RTシステムの 導 入 が 望 まれている「いちご」や「トマト」に 代 表 されるハウス 栽 培 さら
には 同 じ 様 にRT 技 術 が 望 まれている 畜 産 分 野 、 林 業 分 野 と 幅 広 い。
農 産 物 産 出 額 トップ10
出 典 ;H16 年 度 農 水 省 統 計
20,142
6,776 5,435 5,140 3,809
2,438 1,938 1,677 1,526 1,406
米 牛 乳 豚 肉 用 牛 鶏 卵 ブロイラー いちご りんご
トマト みかん
米
生 乳
豚
肉 用 牛
鶏 卵
ブロイラー
トマト
いちご
みかん
りんご
今 回 は、 農 業 産 出 額 トップで 約 2 兆 円 の 米 ( 穀 類 )を 屋 外 環 境 対 象 とし、それに 次 ぐ 産 出
額 1938 億 円 の「トマト( 野 菜 )」と 産 出 額 第 3 位 の「いちご( 果 物 )」をハウス 栽 培 環 境 対 象 に、
さらには 果 樹 類 トップの 生 産 額 を 占 める「ミカン」を 屋 外 環 境 対 象 とする。
(1) 稲 作 ( 屋 外 )
1)ユーザの 選 定
会 社 役 員 Aは、 関 東 地 方 にある 株 式 会 社 B 農 園 の 経 営 者 である。100ha 規 模 の 経 営 を 行 っている
が、ほとんどは 農 地 リースである。この 会 社 では、 農 作 業 にロボットを 導 入 しており、 社 員 は5 人 で、
田 植 えと 収 穫 の 忙 しい 時 期 でも 少 数 の 非 正 社 員 を 雇 用 する 程 度 である。
B 農 園 では 人 件 費 を 削 減 するとともに 生 産 物 の 付 加 価 値 を 高 めるため、ロボット 技 術 、 情 報 化 技 術 を
積 極 的 に 利 用 している。( 図 2.3.4(1)-1 参 照 )
農 作 業 にはロボット 化 した 農 業 機 械 (ロボット 農 業 機 械 、 図 2.3.4(1)-2のロボット 田 植 機
など)を 使 い、 社 員 ひとりが 複 数 の 機 械 を 監 視 して 作 業 を 行 っている。 機 械 装 備 は、トラクタ8 台 、 田
植 機 6 台 、コンバイン8 台 、 管 理 機 3 台 、 農 薬 散 布 用 の 自 動 操 縦 ヘリコプタ1 台 、 乾 燥 機 、トラック 等
を 所 有 している。 会 社 には 水 田 の 情 報 等 を 管 理 するためのサーバ( 管 理 サーバ)が 設 置 してあり、 会 社
が 作 付 けを 行 っている 水 田 の 要 所 にフィールドサーバを 配 置 している。
ロボット 農 業 機 械 に 取 り 付 けられているGPSから、フィールドサーバに 無 線 LAN を 介 して 位 置 情 報
( 作 業 軌 跡 )が 転 送 される。フィールドサーバから 管 理 サーバに、 水 田 への 出 入 りの 時 刻 、 作 業 時 間 な
どが 自 動 的 に 記 録 される。
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ロボット 作 業 機
フィールドサーバ
携 帯 端 末
図 2.3.4(1)-1 ロボット 農 作 業 体 系 のイメージ
使 用 する 農 薬 、 肥 料 等 の 資 材 は、 社 員 が 手 作 業 で 補 給 するが、ホッパ(あるいはタンク) 投 入 時 に 袋
やボトルについたQRコードを 各 ロボット 農 業 機 械 に 取 り 付 けられたリーダで 読 むことで、 自 動 的 に 水
田 ごとの 使 用 資 材 、 農 薬 使 用 量 、 投 入 時 刻 が 記 録 される。これらのデータは、フィールドサーバ 経 由 で
管 理 サーバに 転 送 される。
会 社 で 管 理 している 水 田 には、 水 田 の 位 置 情 報 、 作 業 経 路 を 記 録 したRFIDタグを 埋 め 込 んだ 杭 が
立 ててある。ロボット 農 業 機 械 に 取 り 付 けてあるリーダで 情 報 を 呼 び 出 すことで、 作 業 経 路 が 作 成 され、
自 動 作 業 が 可 能 になる。 実 際 に 作 業 する 水 田 の 入 口 にあるので、データの 呼 び 出 し 間 違 いなどがなく、
確 実 に 設 定 できる。
100ha 規 模 だと 水 田 の 枚 数 は400 筆 ほどになり、それらの 作 業 情 報 (どのような 作 業 をいつ 行
い、どれだけの 資 材 が 投 入 されたか)は 管 理 サーバに 蓄 積 されている。 社 員 は 管 理 サーバと 携 帯 端 末 で
通 信 でき、いつでも 水 田 ごとのデータを 呼 び 出 すことができる。GPSによる 農 業 機 械 ごとの 位 置 デー
タ、QRコードの 読 み 込 みによる 使 用 資 材 のデータから、 自 動 的 に 作 業 日 誌 が 作 成 され、 管 理 サーバ 内
のデータが 更 新 される。オペレータは、 携 帯 端 末 を 通 じて、どこにいても 作 業 済 みの 水 田 、 作 業 中 の 水
田 、 未 作 業 の 水 田 を 閲 覧 することが 可 能 である。 昔 は 事 務 所 の 壁 にはった、 大 きな 地 図 にいちいち 情 報
を 書 き 込 んだり、 作 業 日 誌 をめくったりして 調 べていたが、ずいぶん 楽 になった。これらのデータを 基
に、400 枚 ほどある 水 田 をどのような 順 番 で 回 るか、 水 の 入 れやすさ、ロボットの 作 業 能 率 などから
判 断 して、 事 前 にオペレータごとに 決 められた 作 業 ルートが 携 帯 端 末 に 表 示 されるので、スムーズに 作
業 を 行 うことができる。
耕 起 、 代 かき、 播 種 、 移 植 、 防 除 、 収 穫 などの 水 田 で 行 う 作 業 は、 社 員 ひとりで 4 台 までのロボット
農 業 機 械 を 監 視 して 作 業 を 行 うため、 高 能 率 に 作 業 を 行 うことができる。ロボット 化 により 天 気 によっ
ては 作 業 が 滞 りそうな 場 合 など、 天 気 のよい 間 に 夜 間 も 作 業 を 行 うことができ、 作 業 が 遅 れていらいら
することがなくなった。また、 薬 剤 の 散 布 など、 自 動 操 縦 ヘリコプタやロボット 管 理 機 で 農 薬 を 散 布 す
るため、オペレータの 被 曝 がない。 昔 は 炎 天 下 で 雨 合 羽 を 着 てマスクをつけて 作 業 せねばならず、 不 快
であったが、それももう 昔 の 話 である。 畦 畔 の 除 草 には 小 型 の 除 草 ロボットを 使 用 する。 除 草 は6 月 中
旬 ごろから 収 穫 期 まで、 数 回 作 業 を 行 わなくてはならない。ロボットでは 細 かいところは 作 業 できない
が、 炎 天 下 で 人 間 の 作 業 する 面 積 が 少 なくなったため、ずいぶんと 助 かっている。ロボット 農 業 機 械 を
使 った 作 業 では、オペレータの 主 な 仕 事 は 作 業 の 監 視 と、 作 業 が 終 わったロボットの、 次 の 水 田 への 移
動 である。
栽 培 データは、フィールドサーバで 気 温 、 水 温 や 日 射 量 などを 記 録 し 続 け、 葉 色 はロボット 農 業 機 械
が 作 業 する 際 に 記 録 され、これらのデータはすべて 管 理 サーバに 転 送 される。これらのデータから 肥 料
99
管 理 サーバ

の 投 入 量 や 時 期 を 判 断 し、 作 業 を 行 っている。
作 業 時 に 補 給 の 必 要 な 苗 や 肥 料 、 薬 剤 等 は、 資 材 担 当 の 社 員 がトラックにその 日 に 使 用 する 資 材 を 積
んで、ロボット 農 業 機 械 に 補 給 を 行 う。ロボット 農 業 機 械 の 資 材 の 残 量 が 携 帯 端 末 に 表 示 されるので、
次 にどこに 移 動 すればよいか 判 断 できる。 収 穫 時 もロボットコンバインのタンク 内 の 穀 物 の 量 が 携 帯 端
末 で 調 べられるため、 担 当 社 員 は 次 に 穀 物 を 回 収 する 先 へ 向 かうことができる。 昔 は 機 械 1 台 に 対 して
オペレータがひとり、さらに 補 給 や 収 穫 物 の 回 収 のための 補 助 者 が 数 人 必 要 だったので、とても 社 員 5
人 だけで 農 繁 期 を 乗 り 切 ることはできなかった。 社 員 と 少 数 の 非 正 社 員 だけで 移 植 や 播 種 、 収 穫 の 作 業
ピーク 期 が 乗 り 切 れるのは、ロボット 化 のおかげである。
収 穫 時 に 作 業 履 歴 ( 作 業 日 や 使 用 薬 剤 など)をRFIDに 記 録 し、 収 穫 物 の 袋 につけて 管 理 し、 出 荷
時 に 農 産 物 の 情 報 として 付 加 している。
2)システム 構 成
図 2.3.4(1)-2 移 植 作 業 中 のロボット 田 植 機
B 農 園 で 使 用 しているシステムは、 以 下 のとおりである。
1 農 業 ロボットに 関 するもの
a)トラクタ、 田 植 機 、 管 理 機 、コンバインの 従 来 の 作 業 機 のロボット 化 による 高 能 率 な 農 作 業 システ
ム(ロボット 農 作 業 体 系 )
b) 自 動 操 縦 ヘリコプタ
c) 畦 畔 除 草 ロボット
トータルで 現 在 より+300 万 円 までのコストアップで 開 発 する 必 要 がある。
a)については、GPSのような 位 置 センサと 姿 勢 センサを 組 み 合 わせた 航 法 センサ、 制 御 装 置 が 必
要 である。また、 既 存 の 農 業 機 械 をロボット 化 するためのアクチュエータを 取 り 付 ける 必 要 がある。
b)はヘリコプタに 航 法 センサを 取 り 付 け、 自 動 操 縦 のために 操 縦 装 置 側 にフィードバックして、そ
れをもとに 制 御 するシステムの 開 発 が 必 要 である。
c)は 類 似 の 既 製 品 がないので、 新 たな 開 発 が 必 要 である。
2 情 報 化 に 関 するもの
a) 管 理 サーバ
b)フィールドサーバ
c) 携 帯 端 末
100

d) 無 線 LAN
e)RFID
情 報 化 については、トータルで+200 万 までのコストアップで 開 発 する 必 要 がある。
管 理 サーバが、 資 材 の 投 入 量 、すべてのデータを 水 田 ごとに 記 録 、 管 理 しており、フィールドサーバは
ロボット 農 業 機 械 からのデータ 中 継 と、 温 度 等 のデータ 収 集 を 行 う。 携 帯 端 末 は 社 員 (ロボット 作 業 の
監 視 者 と 補 給 作 業 者 )へ 情 報 提 供 する。データ 通 信 は 無 線 LANを 通 じて 行 う。RFIDが 生 産 物 や、
作 業 を 行 う 水 田 の 情 報 を 持 つ。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
1 農 業 ロボット 側 の 知 能 化
・ 自 動 作 業 を 行 うため、 位 置 、 姿 勢 を 検 出 するためのGPS 等 の 位 置 センサと 姿 勢 センサ(ロボット 農
業 機 械 間 で 載 せかえができるもの)。
位 置 の 計 測 精 度 ±1cm、 姿 勢 の 計 測 精 度 ±1°の 性 能 が 必 要 である。
・ 位 置 と 姿 勢 の 情 報 をもとに 自 動 運 転 するためのコントローラ(ロボット 農 業 機 械 間 で 載 せかえができ
るもの)
現 状 の 演 算 速 度 で 対 応 可 能 。
・ 運 転 操 作 のためのアクチュエータ
・ 障 害 物 を 検 出 するための 障 害 物 センサ
・ 緊 急 時 の 自 動 通 報 システム
RTミドルウェアを 用 いてコンポーネントを 共 通 化 し、コストを 低 減 する。
2 環 境 側 の 知 能 化
・ 収 穫 物 を 投 入 する 袋 に 取 り 付 けられるRFIDタグ
作 業 履 歴 を 記 録 する。1kB 程 度 。 読 み 書 き 可 能 な 距 離 は1m 程 度 。
・ 水 田 入 口 に 据 え 付 けられたRFIDタグ
作 業 経 路 の 情 報 を 記 録 し、 自 動 作 業 開 始 時 に 水 田 に 固 定 されたタグから 情 報 を 呼 び 出 して 操 作 ミスを
防 ぐ。1kB 程 度 。 読 み 書 き 可 能 な 距 離 は1m 程 度 。
・フィールドサーバによる 温 度 等 のデータと 無 線 LAN
作 業 情 報 、 水 田 の 生 育 情 報 を 記 録 、 転 送 する。フィールドサーバと 管 理 サーバをつなぐ 無 線 LANは、
10Mbpsで 距 離 10km 程 度 の 安 定 した 通 信 が 可 能 で、 混 信 しないものが 必 要 である。
また、フィールサーバと 携 帯 端 末 やロボット 間 の 無 線 LANは 距 離 1km 程 度 で、 混 信 しないものが
必 要 である。
・ 資 材 の 袋 やボトルに 取 り 付 けられたQRコード
水 ぬれ、 汚 れに 強 いタイプのもの。
(2)カンキツ( 屋 外 )
1)ユーザの 選 定
A 氏 は 愛 媛 県 ○○ 農 業 法 人 に 雇 われている40 歳 の 作 業 者 で、 土 壌 センサおよび 移 動 型 選 果 ロボット
の 作 業 担 当 をしている。この 農 業 法 人 のある 地 域 は、 愛 媛 県 の 中 でも 品 質 の 高 いミカンが 生 産 できると
評 判 で、 昔 から 高 い 価 格 で 取 引 されており、○○ブランドは 国 内 では 有 名 である。この 農 業 法 人 は 合 計
30haのミカン 畑 を 利 用 した 生 産 を 行 っているが、その 畑 は50 軒 程 度 の 農 家 が 所 有 権 を 有 する60
a 程 度 の 利 用 権 だけを 委 譲 されて 経 営 している。 法 人 化 してから 導 入 された 新 規 機 械 (ロボット)は、
土 壌 センサ1 台 、フィールドサーバ10 台 、 移 動 型 選 果 ロボット3 台 、 防 除 用 ヘリコプタ1 台 、 観 測 衛
星 画 像 解 析 システム1 式 である。この 法 人 は、 農 作 業 業 務 に 携 わる 作 業 者 が5 名 、 情 報 管 理 者 1 名 で 運
営 している。 繁 忙 期 には、パートタイムの 作 業 者 を20 名 ほど 雇 うが、 昔 に 比 べると 少 ない 人 数 で 効 率
101

的 な 生 産 が 行 えるようになった。
作 業 としては、1 月 に 新 品 種 の 植 え 替 えを 行 う 園 地 内 の 土 壌 検 査 を 土 壌 センサで 園 地 ごとに 行 う。 最
近 は、 消 費 者 の 嗜 好 の 変 化 に 合 わせて 新 しい 品 種 を 導 入 していかないといけないため、たいてい200
枚 以 上 ある 園 地 のどこかで 新 しい 品 種 の 植 え 替 え 作 業 を 行 っている。 土 壌 センサは1 名 の 作 業 者 が、ト
ラクタで 牽 引 すると、その 場 で 有 機 物 、N、EC、pHの 分 布 をモニターで 確 認 することができるので、
その 場 で 施 肥 もできる。ただ、KおよびPに 関 しては、サンプルを 持 ち 帰 り、 分 析 する 必 要 があること
より、 以 下 の 方 法 で 施 肥 する。
まず、 土 壌 センサおよび 分 析 により 計 測 された 園 地 の 土 壌 情 報 は、 農 業 法 人 の 事 務 所 内 のサーバに 導
入 されたGIS 上 に 展 開 され、どの 園 地 のどこにどんな 成 分 の 肥 料 をどれだけの 量 投 入 すればよいかわ
かる。 車 両 が 樹 木 間 を 通 行 できるような 場 所 においては、 乗 用 可 変 施 肥 機 によって 有 機 物 および 肥 料 を
必 要 な 場 所 に 必 要 な 量 、 施 肥 するが、 小 さな 園 地 においては、 示 された 量 の 肥 料 を 果 樹 ごとに 手 作 業 で
行 う。このような 土 壌 センサと 可 変 施 肥 機 の 組 み 合 わせにより、 施 肥 量 はRT 導 入 前 の2/3の 量 にな
った。
2 月 には 整 枝 、 剪 定 作 業 を 行 うが、これには15 時 間 / 反 かかるため、 作 業 者 全 員 が 参 加 して 行 う。
この 機 械 化 はまだ 難 しいようである。 複 雑 な 地 形 形 状 に 対 応 した 環 境 情 報 を 収 集 するため、フィールド
サーバで 大 気 温 度 、 湿 度 、 日 照 量 、 土 壌 温 度 、 土 壌 水 分 、 降 雨 量 、 風 速 、 風 向 が 計 測 を 常 に 計 測 してい
る。この 情 報 は、アンテナを 通 じて 事 務 所 内 のサーバに 転 送 されており、 毎 日 の 情 報 が 記 録 蓄 積 される。
これには、1 台 50 万 円 を 要 したが、 地 形 、 高 度 による 環 境 の 異 なると 考 えられるエリアごとに 設 置 す
る 必 要 があるので、この 地 区 では10 台 を 導 入 した。 一 方 、 観 測 衛 星 (Alos、その 他 の 衛 星 )から、
地 域 の 園 地 の 白 黒 およびマルチスペクトル 画 像 、 温 度 画 像 を 購 入 し、 地 上 の 情 報 と 合 わせて、 樹 木 の 形
状 、 葉 色 、 土 色 等 を 解 析 するシステムも 導 入 されたので、より 管 理 区 域 における 園 地 がグローバルに 観
察 できることになった。いずれの 情 報 も 情 報 管 理 者 が 毎 年 チェックし、その 年 の 気 候 に 合 わせて、 栽 培
暦 を 決 定 する。この 判 断 を 間 違 うと 大 きな 収 入 減 となるので 細 心 の 注 意 および 予 測 が 必 要 である。
6 月 下 旬 ~7 月 に 着 果 の 多 い 樹 で、 生 理 落 果 終 了 後 に 荒 摘 果 を10 時 間 / 反 かけて 行 う。この 作 業 に
は 台 車 ( 移 動 型 選 果 ロボット)を 用 いて 行 う。これにはGPSを 搭 載 しているため、どの 樹 木 からどの
程 度 の 量 の 果 実 を 摘 果 したかが 自 動 的 に 記 録 される。 本 台 車 には、 樹 木 モニタリング 用 マシンビジョン
を 備 えているため、 樹 木 の 葉 色 、 樹 冠 の 寸 法 等 も 計 測 され、 記 録 される。また、この 台 車 は 収 穫 時 にも
使 用 する。
7 月 に 雑 草 との 梅 雨 明 け 後 の 養 水 分 競 合 を 防 ぐため、 各 園 地 内 の 除 草 を 行 い、 春 から 秋 にかけて 一 斉
に 薬 剤 散 布 ( 予 防 防 除 )を 行 う。 特 に、そうか 病 、 炭 疽 病 、 黒 点 病 、カミキリムシ、ダニ、アザミウマ
などに 対 して 行 うが、この 防 除 作 業 は 法 人 が 購 入 したヘリコプタによって、その 年 の 情 報 に 合 わせて 一
斉 に 行 う。これはある 程 度 自 律 で 飛 行 する 機 能 が 備 えられているものの、 安 全 のため 免 許 を 有 する 作 業
者 が 操 作 する。いつ、どこに、どのような 薬 剤 を 散 布 したかという 情 報 は 自 動 的 に、データベースに 蓄
えられ、GIS 上 で 見 ることができる。
8 月 頃 から 手 直 しのために、 小 玉 果 、 病 害 虫 果 、 傷 果 等 を 摘 果 する。さらに 収 穫 果 実 の 均 質 化 と 商 品
性 向 上 のために、 着 色 開 始 期 に 極 大 果 、 果 梗 の 太 い 果 実 、 着 色 不 良 果 、 小 玉 果 を 中 心 に 摘 果 する。 早 生
温 州 は9 月 、 普 通 温 州 は10 月 に 行 う。これらには、20 時 間 程 度 / 反 (120 時 間 )かける。 前 の 荒
摘 果 と 合 わせて、30 時 間 程 度 / 反 かけることになる。
これにも、 前 述 したGPS 付 き 台 車 ( 移 動 型 選 果 ロボット)を 用 いる。
早 生 温 州 は10 月 から、 普 通 温 州 は12 月 頃 から 収 穫 を 始 める。 収 穫 には 反 当 たり、80 時 間 を 要 す
る 最 も 忙 しい 作 業 である。このときには、パートタイムの 作 業 者 を5 名 雇 い、2 名 で 一 台 のGPS 付 き
台 車 が 利 用 される。カンキツでは 日 射 量 によってその 果 実 の 品 質 が 大 きく 変 化 することより 投 入 口 は2
つ 用 意 されているので、 日 射 量 の 程 度 ( 例 えば 樹 冠 の 北 側 と 南 側 )に 応 じて 異 なる 作 業 者 が 担 当 の 側 の
投 入 口 から 投 入 する。 投 入 後 、 果 実 は 整 列 装 置 で 搬 送 される 間 、 投 入 番 号 順 に1 列 に 並 べられ、 搬 送 速
度 の 小 さな 整 列 装 置 から 速 度 の 大 きなRPCに 乗 り 移 る 際 に、 果 実 間 の 距 離 が 拡 大 される。 続 いて、 内
部 品 質 センサで 糖 度 、 酸 度 、すあがり 等 が、TVカメラで 寸 法 、 色 、 形 状 、 欠 陥 が 計 測 される。その 後 、
反 転 機 構 で 果 実 は180 度 回 転 し、 別 のTVカメラで 反 対 側 の 果 実 半 球 が 計 測 され、コンテナに 排 出 さ
れる。 本 ロボットでは 果 実 はそのまま 同 一 コンテナに 排 出 されることとし、 後 に 地 域 に 導 入 済 みの 選 果
機 で 選 別 、 箱 詰 めされることを 前 提 とするが、オプションとして、 等 級 ( 秀 、 優 、 良 )ごとに 異 なるコ
ンテナに 排 出 すること、RFID、バーコードなどを 付 加 した 上 で1つのコンテナに 排 出 することにな
っている。
この 台 車 から 得 られる 選 果 情 報 は、D-GPSによる 位 置 情 報 とリンクされる(あるいは 園 地 ごとの
102

樹 木 番 号 と 対 応 )ため、 全 ての 果 実 情 報 は 果 実 を 生 産 した 樹 木 ID、 果 実 投 入 口 、 投 入 番 号 と 対 応 づけ
られて、 情 報 収 集 サーバに 保 存 される。 従 って、それぞれの 情 報 はマップにすることが 可 能 である( 色
マップ、 収 量 マップ、 形 状 マップ、 糖 度 マップなど)。
また、 施 肥 情 報 、 薬 剤 散 布 情 報 、 気 象 情 報 などともオーバーレイすることも 容 易 で、 収 量 、 糖 度 およ
び 果 実 色 を 目 的 変 数 に、 葉 色 、 生 育 環 境 情 報 ( 土 壌 水 分 、 大 気 温 度 、 湿 度 、 日 照 量 、 土 壌 温 度 等 )、 施
肥 情 報 を 説 明 変 数 として、 多 変 量 解 析 によりそれらの 関 係 を 樹 木 ごとに 求 める。ロボットを 導 入 したこ
とにより、 樹 木 管 理 が 可 能 な 精 密 農 業 の 展 開 が 可 能 となって、 農 業 法 人 は 管 理 している 園 地 の 中 の 各 樹
木 に 対 して、 品 質 向 上 、 生 産 量 向 上 のために 重 要 な 作 業 を 適 切 な 時 期 に 行 うことが 可 能 となった。
収 穫 した 果 実 は、 法 人 が 有 する 選 果 施 設 により、 等 階 級 選 別 され、 箱 詰 めの 後 、 市 場 へ 出 荷 される。
選 果 施 設 においては、 生 産 者 からの 荷 受 け 情 報 ( 生 産 者 ID、ほ 場 ID、 荷 受 け 日 、 品 種 、コンテナ
数 、 果 実 数 など)をコンテナ 等 につけられたバーコード、RFIDのリーダで 読 み 取 り、 選 果 施 設 ( 選
果 ロボット)で 選 果 情 報 ( 果 実 、 野 菜 のサイズ、 色 、 形 状 、 欠 陥 )を 読 み 取 る。 続 いて 製 品 ID(パッ
ケージ 日 と 時 刻 、 箱 詰 めしたロボットの 番 号 に 加 えてそれまでの 選 果 情 報 、 荷 受 け 情 報 )がパッケージ
ごとに 付 加 され、 出 荷 される. 出 荷 されたものは、 流 通 過 程 の 輸 送 形 態 、 手 段 、 輸 送 中 の 環 境 情 報 ( 温
度 、 湿 度 、 振 動 等 )、 輸 送 時 間 などが 付 加 された 後 に、 小 売 店 で 商 品 、 販 売 情 報 ( 市 場 情 報 も 含 む)が
さらに 付 加 されて、それぞれ、データベースに 入 力 される。 蓄 積 されたデータは、 出 荷 単 位 ごと(デコ
ポン、 文 旦 のような 高 価 で 寸 法 の 大 きい 果 実 はごとに、 安 価 で 小 さい 果 実 は 箱 、パッケージごと)につ
けられたICタグあるいはバーコードなどを 通 じて、 消 費 者 は 店 頭 でその 履 歴 を 確 認 することができる。
また 購 入 後 にも、インターネット 等 を 利 用 してその 履 歴 を 確 認 できる。
つまり 農 業 法 人 が 有 するデータベースは 消 費 者 のためのトレーサビリティにも 利 用 する( 図 2.3.
4(2)-1 参 照 )。
2)システム 構 成
図 2.3.4(2)-1 情 報 の 流 れ
ある 農 業 法 人 で 導 入 しているRTに 基 づくシステムは 以 下 の 通 りである.
1 土 壌 センサ(3000 万 円 )1 台 :トラクタ 牽 引 式 のチゼルプラウの 形 状 をした 近 赤 外 分 光 センサで、
土 壌 中 の 窒 素 、 有 機 物 、 水 分 、pH、EC、 牽 引 力 などが 計 測 可 能 。50cm/sのスピードで 移 動
する。
2 可 変 施 肥 機 (500 万 円 )1 台 : 窒 素 、リン 酸 、カリウム、 有 機 物 を 混 合 して 施 肥 可 能 。
3フィールドサーバ(50 万 円 )10 台 : 温 湿 度 、 日 射 量 、 降 雨 量 、 風 速 、 風 向 が 計 測 可 能 。
4 移 動 型 選 果 ロボット(300 万 円 )3 台 : 摘 果 、 収 穫 に 用 いるGPS 付 き 台 車 で、その 仕 組 みを 図 2.
3.4(2)-2に 示 す。これは、レールの 上 を 走 行 し、 操 作 ハンドルにより 自 走 あるいは 手 押 しの
103

切 り 替 えができる。 自 走 の 場 合 は、 超 音 波 センサにより、 作 業 者 との 距 離 を 一 定 ( 作 業 者 が 果 実 を 投
入 容 易 な 距 離 )に 保 ちながら 移 動 する。これには、VGAクラスのカメラが3 台 、D-GPS、 赤 外
分 光 分 析 装 置 が 搭 載 されており、 投 入 された 果 実 の 色 画 像 、 近 赤 外 による 内 部 品 質 情 報 などが 入 手 で
きる。
5 防 除 用 ヘリコプタ(1000 万 円 )1 台 :リモコンで 薬 剤 散 布 が 可 能 。
6 観 測 衛 星 画 像 解 析 システム(300 万 円 )1 式 :ミカンの 樹 冠 の 形 状 、 色 、 寸 法 、 水 分 、 土 壌 温 度 等
が 計 測 可 能 。
7 共 同 選 果 システム(5 億 円 )1 式 :カラーカメラ6 台 、 糖 度 計 1 台 が 備 えられたライン 数 は10。
各 ラインは 毎 秒 1mの 速 度 で 果 実 を 搬 送 することより、 毎 秒 6 個 の 果 実 の 処 理 が 可 能 。
8GIS、 果 実 生 産 に 関 わるデータベース(トレーサビリティデータベース)1 式 。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
図 2.3.4(2)-2 カンキツ 用 台 車
本 シナリオで 登 場 する 移 動 型 機 械 システムは、 土 壌 センサ、 可 変 施 肥 機 、 移 動 型 選 果 ロボット、 防 除
用 ヘリコプタである。いずれも 車 両 自 身 はGPS 機 能 によって、 自 己 位 置 を 取 得 する。その 際 、GPS
基 地 局 は 環 境 側 の 負 荷 となる。GPSは、50cmの 誤 差 が 許 容 されるDGPSである。これが 誤 差 2
cm 程 度 のRTK-GPSとなると、 全 ての 車 両 は 自 律 移 動 が 可 能 となるので、 農 作 業 業 務 に 携 わる 作
業 者 は5 名 から3 名 となる。また、これらのロボット、 共 同 選 果 システムのセンサからの 情 報 を 受 け 取
るPC、フィールドサーバと 事 務 所 内 のサーバが 情 報 通 信 するためのアンテナ、データベース、GIS
等 は 環 境 側 の 負 荷 とされている。また、 土 壌 センサを 牽 引 するトラクタ、 可 変 施 肥 機 、 移 動 型 選 果 ロボ
ットには、RFIDが 付 加 されており、 園 地 に 車 両 が 進 入 する 際 にゲートを 通 ることで、それぞれのP
Cのメモリに 入 出 車 時 刻 が 管 理 されている。
(3) 高 設 栽 培 イチゴ( 屋 内 )
1)ユーザの 選 定
農 家 B 氏 は、50aのグリーンハウス 内 でイチゴの 高 設 栽 培 をしていたが、3 台 の 収 穫 ロボットと2
台 の 選 果 ・パッキングロボットの 導 入 に 伴 って、1haに 拡 大 した。 収 穫 ロボットは、 夜 中 にタイマー
運 転 し、1 台 当 たり 約 30aをカバーする。これにより、 画 像 処 理 のための 照 明 環 境 は 昼 間 運 転 よりも
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向 上 すると 共 に、 夜 間 の 時 間 および 安 価 な 電 力 を 有 効 に 利 用 可 能 で、 早 朝 の 苦 痛 な 作 業 から 解 放 される。
果 実 をつみ 取 った 後 、 平 トレイに 入 れると 同 時 に、 収 穫 日 時 、 収 穫 場 所 ( 列 番 号 および 位 置 )とマシン
ビジョンで 判 断 された 色 、 形 状 、 寸 法 等 が 記 録 される。 収 穫 トレイは 別 の 移 送 用 カートによって 自 動 的
に 予 冷 庫 まで 移 送 され、 次 の 日 の 朝 、 選 別 するまで、5℃の 環 境 で 保 管 される。 最 近 では、 腰 に 負 担 の
大 きな 土 耕 栽 培 を 行 う 農 家 が 少 なくなった。 高 設 栽 培 は 作 業 者 に 対 して、 労 働 力 の 軽 減 、 快 適 な 作 業 に
貢 献 していると 同 時 に、 茎 葉 と 果 実 との 分 離 が 比 較 的 容 易 であることより、 土 耕 栽 培 と 比 較 してロボッ
ト 作 業 に 対 しても 有 利 である。 自 治 体 では、この 高 設 栽 培 イチゴで 地 域 ブランドを 確 立 することも 考 慮
中 という。
収 穫 ロボットの 収 穫 率 は80%であるため、 残 りの20%を 人 が 朝 7 時 から8 時 の 間 に 収 穫 する。 人
が 収 穫 した 果 実 および 保 管 されていた 果 実 は、 選 果 ・パッキングロボットによって1 個 ずつハンドリン
グし、11 等 階 級 にグレーディングした 後 、パッキングする。 通 常 人 が 収 穫 した 果 実 は 果 柄 がないこと
が 多 いが、ロボットが 収 穫 した 果 実 には、 果 柄 が10mm 程 度 残 っている。 選 果 ロボットでは、その 果
柄 を 把 持 し、 近 赤 外 センサとマシンビジョンによって、 糖 度 、 形 状 、 色 、 寸 法 、 欠 陥 等 を 計 測 後 、その
データを 基 に 箱 詰 めするシステムとなっている。そのため、このロボットシステムを 導 入 したところで
は、 人 が 収 穫 するときにも、 果 柄 を 残 すようになった。これにより、 果 皮 に 接 触 しないため、 果 実 の 劣
化 を 防 ぐことが 可 能 である。
選 果 ロボットで 計 測 した 情 報 ならびに 収 穫 および 選 果 日 時 の 情 報 は、グリーンハウスの 地 図 にリンク
させて 蓄 積 する。 同 時 に、 出 荷 用 パックにはICタグを 付 加 して 等 階 級 の 情 報 を 消 費 者 が 検 索 できるよ
うなトレーサビリティシステムが 確 立 している。 収 穫 ロボットはエンドエフェクタおよびソフトウェア
を 交 換 することにより、 散 布 ロボット( 防 除 、 養 液 )、 摘 果 ロボットにもなる。その 情 報 も 記 録 され、
トレーサビリティデータベースに 蓄 積 されている。
これらのロボットシステム 導 入 前 は、 人 間 の 作 業 は 収 穫 および 選 果 およびパッキング 作 業 を 行 った 後
に、 時 間 があれば、 葉 かき、 芽 かきの 作 業 に 追 われていたが、 今 は、ロボットが 取 り 残 した 果 実 の 収 穫
と 葉 かき、 芽 かきのみになり、 収 穫 時 間 は 以 前 の1/5に、 選 果 時 間 はロボットの 調 整 、 点 検 作 業 だけ
となった。パートの 作 業 者 も 現 時 点 では 必 要 なく、 家 族 内 の 労 働 力 でまかなえる。また、 時 間 に 余 裕 が
できたことにより、それらの 作 業 をしながら、 病 虫 害 の 早 期 発 見 に 努 められる。 病 虫 害 情 報 ならびに 環
境 情 報 と 品 質 情 報 との 関 係 より、 減 農 薬 、 減 化 学 肥 料 が 可 能 となり、 県 等 の 認 証 制 度 を 受 けており、 生
産 物 の 高 価 格 につながっている。ロボット 導 入 により、1 日 の 仕 事 が 終 わると、パソコンでその 日 の 果
実 の 情 報 、 今 までの 蓄 積 、 去 年 との 比 較 などが 可 能 で、 非 常 にきめ 細 かな 作 業 が 可 能 となった。
また、ロボットの 導 入 によって、その 日 のうちにイチゴが 店 頭 に 並 ぶことになり、 鮮 度 が 高 いこと、
減 農 薬 、 人 手 にふれていないことより 低 雑 菌 、トレーサビリティ 情 報 が 得 られること 等 のロボット 収 穫
による 付 加 価 値 を 最 大 限 に 活 かし、 商 品 価 値 を 向 上 させることができた。また、 労 働 力 不 足 がロボット
によって 補 われたため、 今 後 の 品 質 評 価 には、 食 味 ・ 歯 触 り・ビタミン・ミネラルなど 栄 養 成 分 も 考 慮
することに 関 して、 検 討 する 余 裕 が 生 まれてきた。 同 時 に、 収 入 予 測 シミュレーションソフトに 最 新 の
各 地 の 市 場 での 価 格 を 入 力 すれば、いつの 時 期 にどれくらいの 量 のイチゴを 生 産 ・ 出 荷 すれば、 最 大 の
収 入 が 得 られるかがわかる。 最 近 では 昔 に 比 べると 多 くの 品 種 が 市 場 でも 出 回 り、 消 費 者 の 嗜 好 も 変 化
しつつあるため、その 動 向 調 査 をインターネット 等 で 調 べ、 戦 略 的 に 経 営 している 農 家 が 増 えた。
2)システム 構 成 ( 図 2.3.4(3)-1)
1 収 穫 ロボットシステム(1500 万 円 )3 式 : 以 下 は1 式 当 たりの 構 成
・マシンビジョン:カラーTVカメラ3 台 、2 台 はステレオビジョン、1 台 はマニピュレータエンドに
装 着 。いずれもVGAクラスでHSIにより 色 を 識 別 し、 形 状 、 寸 法 等 を 用 いて 距 離 検 出 。
・マニピュレータ:スカラ 型 1 台 、 手 先 速 度 は1m/s。
・エンドエフェクタ: 果 実 吸 着 ヘッド、 果 柄 把 持 用 フィンガ、 果 柄 切 断 用 カッタ
・ 移 動 機 構 :バッテリーカーによるレール 式 で、 検 出 精 度 は5cm。
・ブロワーおよび 吸 着 ヘッド: 果 実 収 穫 時 に 吸 着 することにより、 検 出 誤 差 を 吸 収 するとともに、 搬 送
時 には 果 実 の 揺 れ 防 止 となる。
・ 移 送 カート: 収 穫 ロボットのトレイが 果 実 で 満 たされると、 移 送 カートにトレイを 移 動 される。 移 送
カート 内 のトレイが 全 て 満 たされるとバッテリーカーが 予 冷 庫 に 移 送 カートを 運 ぶ。
・ 収 穫 スピード:5 秒 / 個
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・ 動 作 : 移 動 機 構 が200mm 移 動 した 後 、 停 止 し、ステレオビジョンにより 適 熟 果 実 の 識 別 および 位
置 検 出 を 行 う。 続 いてマニピュレータが 目 的 果 実 に 接 近 する 間 に、エンドに 取 り 付 けられたカメラに
より 果 柄 を 検 出 し、 果 柄 を 把 持 、 切 断 する。 収 穫 果 実 は、トレイに 収 納 され、 次 の 果 実 を 収 穫 する 動
作 を 行 う。その 地 点 に 収 穫 適 期 の 果 実 がなくなれば、 移 動 機 構 が200mm 進 む。 移 送 カート 内 のト
レイがすべて 果 実 で 満 たされると、 収 穫 ロボットは 移 送 カートを 切 り 離 し、 移 送 カートは 別 なバッテ
リーカーにより 予 冷 庫 へ 運 ばれる。
2 選 果 ・パッキングロボットシステム(1500 万 円 )2 式 : 以 下 は1 式 当 たりの 構 成
・マシンビジョン:カラーTVカメラ5 台 、 上 方 向 から1 台 、 横 方 向 から4 台 のカメラで 計 測 。
・ 糖 度 センサ: 近 赤 外 分 光 器 1 台 により、あらかじめ 糖 度 と 吸 光 度 の 関 係 より 検 量 線 を 作 成 しておき、
未 知 の 果 実 の 吸 光 度 より 糖 度 を 推 定 する。0.5 度 Brix 程 度 の 誤 差 。
・ 計 測 項 目 : 色 、 形 状 、 寸 法 、 外 観 上 の 欠 陥 、 糖 度
・ 選 果 スピード:3 個 / 秒
・ 動 作 : 予 冷 庫 から 排 出 されたトレイは、 選 果 ロボットの 前 に 運 ばれ、TVカメラにより、 果 実 および
果 柄 の 位 置 が 検 出 される。トレイの 一 列 の 果 実 の 果 柄 を 把 持 するバーが1 列 分 の 果 実 を 持 ち 上 げ、4
台 のカラーカメラおよび 糖 度 センサが 備 えられたライン 上 を50cm/sで 移 動 する。その 間 に、 色 、
形 状 、 寸 法 、 外 観 上 の 欠 陥 、 糖 度 が 果 実 ごとに 計 測 され、その 結 果 に 基 づいて 等 階 級 分 けされ、パッ
ク 詰 めされる。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
グリーンハウスの 通 路 にはロボットが 移 動 可 能 となるレールを 敷 設 しておく(オプションとして、ケ
ーブル 埋 設 式 のものもある)ことが、まず 移 動 型 ロボット( 収 穫 ロボット)の 導 入 には 要 求 される。こ
のレールの 代 わりにオランダ 型 トマト 生 産 ハウスのように 暖 房 用 パイプを 利 用 することも 可 能 である。
また、 移 動 型 ロボットはバッテリによる 台 車 を 利 用 しており、この 充 電 設 備 も 備 わっている。
グリーンハウスでの 屋 内 GPSの 代 わりに、ロボットの 自 己 位 置 検 出 を 行 う 方 法 として、RFIDが
各 通 路 入 口 および 出 口 に 設 置 されている。ロボット 側 あるいは 移 送 カート 側 には、RFIDからの 信 号
を 受 信 するアンテナがあり、どの 通 路 に 入 ったかがわかる。
さらに、その 通 路 内 での 位 置 は 車 輪 に 装 着 されたエンコーダによって 計 測 される。
しかし、 車 輪 とレールとの 間 のスリップ 等 によって 実 際 の 位 置 とのずれが 生 じる。そのため、レール 敷
設 用 マクラに 金 属 片 を 埋 め 込 んでおき、ロボット 側 に 取 り 付 けた 電 磁 ピックアップでキャリブレーショ
ンを 行 い、 正 確 な 位 置 検 出 を 行 う。また、 収 穫 ロボット、 選 果 ロボットからの 果 実 情 報 、 位 置 情 報 等 を
サーバに 転 送 するアンテナ、データベース、グリーンハウス 内 地 図 情 報 等 は 環 境 側 の 必 要 項 目 として、
ロボット 導 入 と 同 時 に 導 入 されている。
図 2.3.4(3)―1 ロボットによるイチゴ 生 産
1)
< 参 考 文 献 >
1) 林 茂 彦 、 2005、 イチゴ 収 穫 ロボット. 農 林 水 産 技 術 研 究 ジャーナル、 28(11), 21-25
106

(4)トマト( 屋 内 )
1)ユーザの 選 定
農 家 Aは、これまでトマトを1haの 簡 易 ハウス(パイプハウス)で 栽 培 してきたが、 管 理 作 業 のほ
とんどは 人 手 に 頼 っており、 作 業 の 集 中 する 時 期 には5、6 人 のアルバイトを 雇 ってきたため、その 賃
金 が 経 営 を 圧 迫 してきた。
また、 収 穫 時 期 の 狭 いハウス 内 でのトマトを 満 載 したコンテナの 運 搬 作 業 により 腰 を 痛 め、そのよう
な 状 況 を 見 て、 子 供 たちは 都 会 へと 出 てしまった。
そこで 農 家 Aは、 将 来 の 経 営 基 盤 の 強 化 と、 自 身 の 高 齢 化 と 後 継 者 の 育 成 を 考 え、 家 族 を 中 心 として
経 営 が 可 能 で、 肉 体 的 負 担 の 少 ない 最 近 完 成 されたばかりの 最 新 鋭 の 低 段 密 植 によるトマト 栽 培 システ
ムを 導 入 し、 家 族 4 人 による 新 たな 農 業 を 始 めた。
全 体 のシステムは 主 に 育 苗 を 含 めた 栽 培 システムと、 収 穫 支 援 ロボットを 中 心 としたロボットシステ
ムで 構 成 されており、それぞれは 環 境 制 御 システムとロボット 制 御 システムで 制 御 されるとともに、シ
ステム 全 体 を 統 括 するホストコンピュータにより 統 合 されていて、さらに 制 御 システムは、 機 器 の 増 設
などの 拡 張 性 を 有 している。
ロボットは 基 本 モジュールの 走 行 ロボットに、オプションユニットを 追 加 することで、 様 々な 作 業 に
対 応 可 能 としたもので、これまでのように 稼 働 率 の 低 い 高 価 な 作 業 機 械 を 多 数 そろえる 必 要 がなく、 設
備 投 資 が 軽 減 されている。
農 家 Aでは 基 本 モジュールの 走 行 ロボット4 台 と、オプションとして 収 穫 時 に 走 行 ロボットを 台 車 と
して 使 用 するためのパワーアシストユニット4 台 、それに 自 動 防 除 ユニットと 残 渣 処 理 ユニットをそれ
ぞれ1セットずつ 導 入 した。 苗 のセルトレーや 収 穫 パレットの 移 載 装 置 など 周 辺 装 置 は、 今 後 経 営 の 安
定 化 とともに 増 設 していく 予 定 である。
さて、いよいよシステムを 稼 動 させる 日 が 来 て、 農 家 Aは 自 動 播 種 機 の 運 転 を 開 始 した。あらかじめ
選 んでおいた 培 度 が 自 動 的 にセルトレーに 詰 められ、 新 たに 選 んだトマトの 種 が 自 動 的 に 播 種 されてい
く。 次 々と 種 の 播 かれたセルトレーができあがり、 作 業 者 は 走 行 ロボットのラックに 搭 載 して 行 く。ラ
ックが 一 杯 になり、 作 業 者 は 育 苗 施 設 までセルトレーの 運 搬 を 行 うこととした。ラックにたくさん 載 せ
たので、 運 搬 中 に 事 故 のないよう、パワーアシストモードにしてハンドルに 軽 く 手 を 置 いて 歩 き 出 した。
台 車 は 軽 やかに 動 き 出 し、 育 苗 施 設 まで 走 行 し 停 止 した。 苗 を 育 苗 施 設 のラックに 収 めると、 作 業 者 は
走 行 ロボットを 自 動 運 転 モードにして 格 納 庫 に 戻 し、 設 備 の 点 検 をしながら 引 き 上 げた。
やがて 苗 が 育 ち 栽 培 区 に 移 植 する 日 が 来 たので、 作 業 者 は 育 苗 施 設 までセルトレーの 苗 を 取 りに 行 っ
た。 苗 が 大 きくなっており、ラックの 段 数 が 減 って 一 度 にたくさん 運 搬 できないので、 二 台 の 走 行 ロボ
ットを 自 動 モードで 育 苗 施 設 の 前 まで 移 動 させておいて、 作 業 者 は 事 前 に 予 定 の 場 所 を 確 認 し、あとか
ら 到 着 した。ラックからセルトレーを 取 り 出 し、 二 台 の 走 行 ロボットにセルトレーを 移 載 すると、 自 動
モードで 走 行 ロボットを 先 行 させ、 後 からロボットを 監 視 しながら 予 定 の 場 所 へと 移 動 した。 作 業 者 は
高 設 台 に 苗 の 移 植 を 行 い、 育 苗 施 設 との 間 を4 往 復 して 作 業 を 終 えた。この 間 新 たに 播 種 されたセルト
レーが、 別 の 作 業 者 によって 育 苗 施 設 へと 運 ばれた。
収 穫 の 時 期 が 来 て、 作 業 者 はロボットをパワーアシストモードにして、 収 穫 予 定 の 列 まで 移 動 した。
台 車 はハンドルに 加 わる 力 を 検 知 して、その 力 の 大 きさと 向 きに 応 じて 自 走 し、 作 業 者 は 肉 体 的 負 担 無
く、セルトレーを 作 業 者 は 軽 々と 作 業 台 車 を 操 ることができる。 所 定 の 位 置 に 付 くと、 今 度 は 協 調 モー
ド( 自 動 追 従 モード)に 切 り 替 え、 作 業 者 は 台 車 から 手 を 離 し、 収 穫 作 業 を 開 始 した。 台 車 は 常 に 作 業
者 と 一 定 の 距 離 を 保 ちながら 自 走 し、 作 業 者 は 効 率 よく 収 穫 を 行 うことができる。やがて 収 穫 コンテナ
が 一 杯 ないなり、 作 業 者 は 台 車 を 自 走 モードに 切 り 替 え、 回 収 の 指 示 を 与 えた。 台 車 は、ビジョンやレ
ーザなどの 距 離 センサ、 栽 培 列 の 要 所 に 配 置 されたICタグなどによる 位 置 (マップ) 情 報 をもとに、
経 路 を 決 定 し、 経 路 状 況 を 判 断 しながら 収 穫 場 所 で 待 つ 軽 トラックまで 自 走 し、 別 の 作 業 者 の 手 でコン
テナが 回 収 され、 新 たに 空 のコンテナを 積 み 込 まれた。そこで 収 穫 場 所 まで 戻 るよう 新 たな 指 示 が 与 え
られ、ロボットは 先 程 の 収 穫 場 所 まで 自 走 し、 収 穫 作 業 者 の 前 で 停 止 した。 収 穫 作 業 者 は 以 前 であれば
自 分 で 重 たい 台 車 を 押 して 行 ったが、 今 日 では 肉 体 的 負 担 はなく、 空 いた 時 間 は 休 憩 や 他 の 管 理 作 業 に
費 やし、 作 業 効 率 が 格 段 に 向 上 した。
107

I
R
R
I
カメラ
環 境 センサ
人 についてくる
運 搬 ロボット
搬 出 中 の 運 搬
ロボット
図 2.3.4(4)-1 トマト 収 穫 ロボットシステム
今 日 は 収 穫 作 業 を4チームで 行 っているので、1 人 1 台 の 収 穫 ロボットを 使 っているが、チーム 数 が
少 なければ 空 いた 一 台 は 常 に 待 機 しており、 収 穫 ロボットがトマトを 回 収 のため 移 動 すると 同 時 に 作 業
者 のもとに 移 動 し、 作 業 者 は 連 続 で 収 穫 作 業 を 行 うこともできる。 予 定 数 が 一 杯 になったので、 作 業 者
はパワーアシストモードに 切 り 替 え、 台 車 ごとトマトの 回 収 を 行 った。 台 車 と 合 わせて100kg 近 く
にもなるが、 作 業 者 は 軽 くハンドルを 握 って 歩 くだけで、 力 を 入 れること 無 く、 軽 トラックまで 戻 るこ
とができた。 芽 欠 き 作 業 や 誘 引 作 業 などの 管 理 作 業 を 行 う 時 には、 必 要 な 機 材 や 回 収 ボックスを 積 んで
協 調 モードで 運 転 される。 作 業 者 は 台 車 を 押 す 必 要 が 無 いので 管 理 作 業 に 集 中 し、これまでより10%
程 度 作 業 時 間 を 短 縮 することができた。
さて、これまで 作 業 者 にとって 危 険 な 作 業 であった 防 除 作 業 も 自 動 化 された。 作 業 者 が 散 布 したい 農
薬 の 情 報 を 入 力 すると、 画 面 上 にいくつかの 選 択 肢 などが 表 示 され、 必 要 な 情 報 をインプットすると、
薬 液 は 自 動 的 に 必 要 な 濃 度 で 調 整 され、 薬 液 タンクに 必 要 量 注 入 される。 台 車 は 散 布 ノズルユニットを
積 んだ1 台 と、 薬 液 タンクを 積 んだ1 台 の2 台 を 用 意 する。 作 業 者 は 薬 液 のホースを 繋 いでスタートさ
せると、2 台 の 台 車 は 協 調 運 転 しながら 連 なって 防 除 作 業 エリアに 向 かい、 薬 液 の 散 布 を 開 始 する。 防
除 作 業 状 況 は、 畝 ごとに 設 けられたセンサでチェックされ、 確 実 に 決 められた 全 ての 経 路 で 防 除 作 業 が
行 われよう 監 視 される。また 作 業 履 歴 はホストコンピュータに 記 録 されるとともに、 作 業 者 は 外 部 モニ
ターで 走 行 ロボットの 作 業 状 況 を 監 視 できる。 異 常 時 には 自 動 的 に 走 行 ロボットを 停 止 させるとともに、
作 業 者 に 連 絡 される。
カメラ
環 境 センサ
防 除 システム
図 2.3.4(4)-2 防 除 システム
108

収 穫 も 終 わって 残 渣 処 理 を 行 う 段 階 になった。これまではかさばる 残 渣 を 何 回 にも 分 けて 回 収 し、あら
ためて 細 かく 粉 砕 して 処 理 しており、かなりの 重 労 働 であった。 作 業 者 は 残 渣 処 理 のため、 残 渣 を 細 か
く 粉 砕 する 残 渣 処 理 ユニットを 台 車 に 取 り 付 け、 粉 砕 された 残 渣 を 運 搬 する 台 車 モードでは、 残 渣 処 理
機 搭 載 した 走 行 ロボットと、 処 理 された 残 渣 の 運 搬 用 走 行 ロボットを 用 意 した。ロボットは 協 調 作 業 モ
ードに 切 り 替 えられ、 作 業 者 の 後 に2 台 のロボットが 一 定 の 距 離 で 追 走 していく。 作 業 者 は 残 渣 を 次 々
に 処 理 機 に 投 入 していくと、 残 渣 は 細 かく 粉 砕 され、 次 位 のロボットに 積 みこまれてゆく。やがてケー
スが 一 杯 になったので、 作 業 者 は 運 搬 ロボットを 自 動 モードに 切 り 替 え、スタート 釦 を 押 すと、ロボッ
トは 残 渣 をあらかじめ 指 定 した 集 積 場 所 まで 運 搬 した。 待 機 していた 別 の 作 業 者 が 残 渣 を 降 ろし、 空 の
コンテナを 積 んでスタートさせると、 運 搬 台 車 は 本 の 道 を 辿 り、 先 程 の 作 業 場 所 まで 戻 っていった。 重
量 物 の 運 搬 作 業 がなくなり、 肉 体 的 負 担 はずいぶんと 軽 減 された。
一 方 ハウス 内 の 環 境 は、 環 境 制 御 装 置 により、 温 度 、 湿 度 、 養 液 管 理 などが 自 動 的 に 行 われ、 各 所 に
設 けられたモニターカメラはハウス 内 の 状 況 を24 時 間 監 視 している。
Aはいつでも 自 宅 内 のモニターや、 携 帯 電 話 によりそれらのデータや 状 況 を 現 場 に 行 くことなく 確 認
することができ、また、トマトの 状 態 に 合 わせて 環 境 条 件 の 変 更 を 遠 隔 操 作 により 行 うことができ、 手
動 による 操 作 内 容 は 環 境 制 御 装 置 により 学 習 され、 以 降 の 自 動 制 御 に 反 映 される。
図 2.3.4(4)-3 残 渣 処 理 ロボットシステム
育 苗 施 設 は 自 動 化 された 完 全 閉 鎖 型 で、 温 度 、 湿 度 、 光 、 二 酸 化 炭 素 濃 度 などの 環 境 や 成 長 の 段 階 に
合 わせて 必 要 な 水 分 量 や 栄 養 素 の 比 率 と 濃 度 も 制 御 され、 苗 は 専 用 のセルトレー 上 で 無 菌 かつ 最 短 日 時
で 育 苗 される。
本 圃 はガラスハウスであり、 自 然 光 など 自 然 エネルギーが 最 大 限 に 活 用 され、ランニングコストが 最
小 になるよう、 必 要 な 動 力 がコントロールされている。
雰 囲 気 の 温 度 、 湿 度 は 生 育 段 階 に 合 わせて 最 適 に 制 御 され、 雨 天 や 曇 天 など 自 然 光 の 不 足 する 場 合 に
は、ランプにより 補 光 される。またトマトの 呼 吸 状 況 に 合 わせ、 光 合 成 が 効 率 よく 行 われるための 二 酸
化 炭 素 濃 度 も 自 動 的 に 制 御 される。
植 物 の 状 態 は 葉 の 色 具 合 や 成 長 度 合 いを 自 動 的 にセンシングし、 生 育 状 態 に 合 わせて 養 液 の 成 分 や 濃
度 、さらには 温 度 も 自 動 的 に 調 整 される。
特 に 異 常 が 認 められた 場 合 には 警 報 を 発 し、 作 業 者 が 直 接 またはロボットモニターを 通 して 観 察 し、
環 境 条 件 を 調 整 することもできる。
管 理 者 による 調 整 は 記 録 され、 学 習 されることで 次 の 機 会 に 生 かされる。
また 市 場 ニーズに 合 わせて 生 育 速 度 のコントロールも 可 能 となっている。
養 液 や 雰 囲 気 中 の 雑 菌 濃 度 も 自 動 計 測 され、 必 要 に 応 じて 自 動 的 に 養 液 などの 除 菌 を 行 い、 常 に 雑 菌
数 を 一 定 濃 度 以 下 に 制 御 し、 発 病 の 確 立 を 低 く 抑 えている。このようなシステムのおかげで 防 除 を 効 率
的 に 行 うことができ、 防 除 回 数 も 従 来 の1/3 程 度 に 減 らすことで、 大 幅 なコスト 削 減 を 実 現 し、かつ
市 場 にアピールすることができて、 単 価 も 希 望 の 値 段 で 取 引 できた。
農 家 Aは1 年 間 新 しいシステムでトマト 栽 培 を 行 ってみて、 家 族 4 人 で 十 分 経 営 が 成 り 立 つだけでな
109

く、 将 来 はさらに 規 模 拡 大 が 可 能 だと 確 信 した。
2)システム 構 成
1 育 苗 システム( 閉 鎖 型 施 設 )
環 境 制 御 システム: 温 度 、 湿 度 、 光 強 度 、ガス( 二 酸 化 炭 素 ) 濃 度 を 自 動 制 御 する。
培 養 液 管 理 システム: 養 液 の 濃 度 、 成 分 を 成 長 に 合 わせて 自 動 調 整 する。
2 栽 培 システム
環 境 制 御 システム: 温 度 、 湿 度 を 外 気 も 利 用 して 自 動 調 整 するとともに、 雨 天 や 曇 天 時 の 自 然 光 の 不
足 するときに、 人 工 灯 で 補 光 する。
培 養 液 管 理 システム: 養 液 の 濃 度 、 成 分 を 成 長 に 合 わせて 自 動 調 整 する。
3 収 穫 支 援 ロボットシステム( 苗 、 収 穫 物 運 搬 ステム)
走 行 ロボットシステム
・ 自 律 走 行 システム
ビジョンセンサ: 小 型 CCDカメラでロボットを 誘 導 するためのターゲットを 認 識 する。
ICタグ: 列 ごとに 設 置 された 位 置 情 報 を 管 理 し、ロボットに 与 えるとともに、ロボットの 通 過 を 認
識 し、ホストコンピュータに 通 信 する。
・パワーアシストシステム
力 センサ:パワーアシストハンドルに 直 結 され、 人 の 押 す 力 の 大 きさと 向 きを 検 知 し、ロボットを
制 御 する。
変 位 センサ: 同 上
・ 安 全 システム
障 害 物 検 知 システム;レーザや 超 音 波 などの 距 離 センサで、 走 行 経 路 上 にある 障 害 物 を 検 知 し、ロ
ボットを 停 止 させる。
4 防 除 システム
走 行 ロボット+ 防 除 ユニット: 基 本 モジュールの 走 行 ロボットに、 噴 霧 器 や 薬 液 タンクを 搭 載 し、 二
台 一 組 で 防 除 システムを 構 成 する。
5 残 渣 処 理 システム
走 行 ロボット+ 残 渣 処 理 ユニット: 基 本 モジュールの 走 行 ロボットに、 残 渣 を 粉 砕 するチッピングマ
シンを 搭 載 し、 粉 砕 された 残 渣 を 運 搬 する 走 行 ロボットと 二 台 一 組 で 残 渣 処 理 システムを 構 成 する。
6トレーサビリティシステム
栽 培 履 歴 管 理 システム: 環 境 制 御 、 養 液 管 理 、ロボット 制 御 の 各 履 歴 を 統 合 し、 記 録 する。
学 習 機 能 : 自 動 制 御 プログラムと、 人 為 的 に 与 えられた 作 業 プログラムを 統 合 し、 必 要 に 応 じて 自 動
制 御 プログラムを 変 更 する。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
1ロボット 側 の 知 能 化
110

・ 自 動 作 業 を 行 うため、 位 置 、 方 向 を 検 出 する 方 位 センサ 及 び 位 置 情 報 をもったICタグ 読 取 装 置
・ 位 置 と 方 向 の 情 報 をもとに 自 動 運 転 するためのコントローラ
・ 運 転 操 作 のためのアクチュエータ
・ 人 と 協 調 するためのパワーアシストシステムと、 距 離 センサ。
・ 障 害 物 を 検 出 するための 障 害 物 センサ
・ビジョン 等 による 監 視 システムと、 緊 急 時 の 自 動 通 報 システム
2 環 境 側 の 知 能 化
・ 温 度 、 湿 度 を 制 御 するための 温 度 センサ、 湿 度 センサ
温 度 は 測 定 誤 差 ±0.1で 自 動 校 正 機 能 付 き。 湿 度 は 測 定 誤 差 ±1%で 自 動 校 正 機 能 付 き。
・ガス 濃 度 を 制 御 するためのガス 濃 度 センサ
CO2 濃 度 を 測 定 誤 差 ±0.1%で 測 定 可 能 。 自 動 校 正 機 能 付 き。
・ロボットに 認 識 させる 位 置 情 報 を 持 ったICタグ
通 信 距 離 は50cm 程 度 。 容 量 1kbyte。
・ハウス 内 を 監 視 するビジョンシステム
パンチルト 機 能 付 きで、ロボットの 動 きを 監 視 する。
また、 遠 隔 操 作 機 能 付 き。1aに 1 台 天 井 に 装 備 。
・ 環 境 情 報 のデータベース 化
トレーサビリティシステムの 構 築 のため、 環 境 情 報 、 養 液 管 理 情 報 、ロボット 作 業 情 報 、 人 為 操 作 情
報 はホストコンピュータに 統 合 される。
・ 環 境 情 報 の 通 信 システム
各 種 データの 通 信 は 無 線 LANまたは 携 帯 端 末 より 行 われる。
2.3.5 災 害 分 野
(1) 大 都 市 大 震 災 での 救 助 支 援
1)ユーザの 選 定
RTのユーザとして、 消 防 ・ 警 察 ・ 自 衛 隊 などの 救 助 対 応 専 門 機 関 に 加 え、オフィスや 一 般 市 民 を 主
として 想 定 する。そのほか、 国 内 災 害 に 対 しては、 災 害 対 策 本 部 、 自 治 体 、 日 本 政 府 、 災 害 ボランティ
ア 団 体 、 他 、を 想 定 することが 考 えられ、 国 外 災 害 に 対 しては、JICA 国 際 緊 急 援 助 隊 、 災 害 ボラン
ティア 団 体 、 他 、が 想 定 可 能 である。
2)システム 構 成
文 部 科 学 省 大 都 市 大 震 災 軽 減 化 特 別 プロジェクト[1-3]で 開 発 、 基 礎 研 究 、あるいは、 発 案 された、
上 空 からの 情 報 収 集 システム、 広 域 情 報 収 集 のためのインフラシステム、 瓦 礫 内 での 情 報 収 集 システム、
地 下 街 ・ 瓦 礫 上 での 情 報 収 集 システム、をもとに、その 成 果 をさらに 発 展 させることによってはじめて
可 能 になる、 図 2.3.5-1のような 未 来 の 救 助 支 援 の 姿 について 述 べる。
111

図 2.3.5-1 RTを 活 用 した 大 都 市 大 震 災 における 人 命 救 助 [1]
((C) 国 際 レスキューシステム 研 究 機 構 )
20XX 年 XX 月 XX 日 午 前 10:46、 南 海 ・ 東 南 海 地 震 発 生 、 地 震 の 規 模 を 示 すマグニチュード
8.5、 我 が 国 の 産 業 中 心 地 の 一 つが 壊 滅 的 な 打 撃 を 受 ける。 数 十 万 人 とも 知 れぬ 一 般 市 民 が 倒 壊 家 屋
の 中 に 閉 じこめられ、 救 助 を 求 める。
予 測 されていた 大 規 模 地 震 災 害 に 備 え、 各 オフィス・ 家 庭 には 要 救 助 者 の 位 置 情 報 等 をセンシング 統
括 するレスキューコミュニケータが 配 備 されていた。これは、 平 常 時 にはネットワークサーバとして 使
われているが、その 一 つの 機 能 として 緊 急 災 害 対 応 機 能 が 組 み 込 まれており、 建 物 内 のオフィス 機 器 、
家 電 品 、 火 災 報 知 器 、 生 活 支 援 RT、ICタグ、 携 帯 電 話 などの 分 散 センサからの 人 間 の 位 置 情 報 等 を
常 時 モニタリングしている。 大 規 模 災 害 の 発 生 確 率 が 高 いと 考 えられていたため、 安 全 性 がプライバシ
ーよりも 優 先 すると 判 断 した 市 民 が、 災 害 弱 者 である 高 齢 者 を 中 心 に 多 数 を 占 めており、 政 府 自 治 体 の
半 額 補 助 制 度 も 功 を 奏 し、この 地 区 においてはオフィスのみならず 多 くの 家 庭 がレスキューコミュニケ
ータを 購 入 設 置 していた。 地 震 波 の 伝 達 時 間 遅 れを 活 用 した 緊 急 地 震 速 報 システムからの 信 号 に 基 づき、
それまで 堅 くセキュリティガードされていたレスキューコミュニケータ 内 の 住 民 情 報 が、 緊 急 災 害 対 応
機 関 である 消 防 ・ 警 察 ・ 自 衛 隊 にインターネット 経 由 で、 一 斉 に 送 られ、これら 機 関 では 要 救 助 者 の 位
置 や 人 数 等 という、 救 助 活 動 開 始 の 意 思 決 定 に 最 も 重 要 な 覚 知 のための 情 報 が 集 められた。
発 災 後 すぐに 無 人 ヘリコプターであるエアロロボットが 自 動 発 進 し、あらかじめ 決 められたルートに
従 って、30 分 以 内 に、 重 要 施 設 を 中 心 に 倒 壊 状 況 を 上 空 から 情 報 収 集 した。また、 小 学 校 の 屋 上 から
は 情 報 収 集 中 継 気 球 InfoBalloonが 自 動 的 にあげられ、 切 断 された 緊 急 災 害 通 信 網 を 自 動 修
復 するとともに、あちらこちらで 上 がる 煙 や 津 波 の 押 し 寄 せる 様 子 を 自 動 認 識 しながら、 災 害 被 害 の 進
展 、 災 害 軽 減 活 動 の 効 果 の 定 点 観 測 を 開 始 した。 上 空 では 風 速 10m/s 以 上 の 風 が 吹 いていたが、ロ
バストなGPS-INS 制 御 、 最 適 化 された 空 力 特 性 、 係 留 ロープの 自 動 制 御 などにより、ヘリや 気 球
の 飛 行 は 問 題 なく 行 われた。RT 安 全 性 規 格 に 基 づいて 設 計 製 作 がなされ、 緊 急 災 害 に 関 する 除 外 規 定
が 適 用 されるため、 万 が 一 墜 落 事 故 が 起 きたとしてもメーカが 責 任 を 問 われることはない。 収 集 された
情 報 は 災 害 軽 減 化 情 報 共 有 プロトコルMISPにより、リアルタイムあるいは 通 信 可 能 位 置 に 移 動 した
際 に 伝 送 され、 神 戸 空 港 にある 国 際 レスキューシステム 研 究 機 構 の 基 地 [4] に 設 置 されたメインデー
タベースサーバ「 親 DaRuMa」のみならず、 全 国 に 分 散 配 置 された 分 散 データベース「 子 DaRu
Ma」にも 集 約 された。サーバ 上 の 情 報 に 対 しては、あらかじめ 設 定 されていた 自 動 プログラム( 画 像
認 識 、データ 可 視 化 、 被 害 進 展 シミュレーションなど)はもとより 全 国 の 災 害 対 応 専 門 家 によるデータ
への 意 味 づけが 次 々に 行 われており、 生 の 収 集 データとは 比 較 にならないリッチな 情 報 が 時 間 を 追 うに
つれて 整 理 されてきており、 災 害 対 応 意 思 決 定 の 専 門 訓 練 を 受 けた 担 当 者 が 災 害 の 全 貌 と 詳 細 をわかり
やすい 形 で 把 握 することが 可 能 になりつつある。
112

現 地 の 災 害 対 応 機 関 や 自 治 体 では、 隊 員 ・ 職 員 自 身 や 家 族 の 被 災 にもかかわらず、 懸 命 の 救 助 活 動 が
開 始 されていた。 現 場 隊 長 のPDAには 衛 星 電 話 を 通 じて、これらのシステムによるものも 含 めて 収 集
された 救 助 関 連 情 報 が、 統 括 本 部 からの 指 令 と 同 時 にリアルタイムに 送 られている。レスキューコミュ
ニケータからの 情 報 は、 建 物 倒 壊 後 も、アドホックネットワークにより 外 部 に 継 続 して 伝 送 されている
ため、 現 場 での 聞 き 取 り 情 報 とともに、 救 助 隊 の 隊 長 判 断 に 大 きく 役 立 った。 市 民 による 救 助 隊 が 災 害
対 応 機 関 隊 員 によるガイダンスに 基 づいて 次 々と 結 成 され、 人 手 で 対 応 可 能 な 救 助 活 動 が 開 始 されてい
た。 広 域 消 防 隊 を 含 め、 近 隣 の 災 害 対 応 機 関 では 自 治 体 間 の 協 定 に 基 づいてすでに 応 援 部 隊 が 出 動 して
いた。
立 川 に 急 遽 設 置 された 政 府 の 災 害 対 策 本 部 では、 緊 急 対 策 会 議 が 招 集 され、 発 災 後 30 分 後 に 到 着 で
きた 関 係 者 による 会 議 が 開 始 された。そこには、 収 集 情 報 を 反 映 した 災 害 被 害 進 展 ・ 軽 減 活 動 の 影 響 に
関 するシミュレーションに 基 づき、 応 援 隊 全 体 としてのロジスティクスを 含 めた 戦 略 の 最 適 化 案 が 示 さ
れている。 意 思 決 定 はリアルタイムに 次 々と 行 われ、 数 々の 指 令 がなされた。
狭 い 空 間 しか 残 されていない 瓦 礫 内 の 要 救 助 者 の 探 索 には、 有 線 型 のヘビ 型 ロボットや 能 動 ファイバ
ースコープやセンサボールが 投 入 された。これらの 瓦 礫 内 位 置 計 測 にはFSTに 加 えてUWBを 使 った
外 部 からの 位 置 ガイダンスシステムが 活 用 され、 瓦 礫 内 の 空 間 と 障 害 物 特 性 と 要 救 助 者 の3 次 元 地 図 が
作 られる。 自 動 認 識 と 半 自 律 制 御 を 活 用 したエコロジカルヒューマンインタフェースにより 操 縦 者 が 周
囲 の 環 境 を 正 確 に 把 握 しながら、 遠 隔 操 縦 と 探 索 計 画 を 効 率 化 し、アクシデントからのリカバリを 容 易
にしている。これによって、 安 全 で 確 実 な 移 動 を 可 能 とするとともに、 適 切 な 移 動 方 向 と 移 動 戦 略 を 定
めることができているのだ。ロボットケーブルは3 次 元 地 図 情 報 に 基 づき 絡 まらないよう、もつれない
よう 表 面 摩 擦 が 制 御 されている。
地 下 街 やビルの 崩 壊 は 壁 や 天 井 が 落 ちる 程 度 でそれほど 激 しくないが、 内 部 は 真 っ 暗 で、 家 具 や 商 品
等 が 散 乱 し、 都 市 ガスのにおいが 立 ちこめている。 探 索 のために、アーム 付 連 結 クローラ 型 、 低 床 車 輪
型 、フリッパー 付 きクローラ 型 、ジャンプ 型 など、 現 場 状 況 にあったモビリティとサイズを 持 つ 多 数 の
ロボットが 投 入 された。
要 救 助 者 は 音 声 、UWBレーダー、インテリジェント 適 応 照 明 付 きマルチカメラ、 赤 外 線 カメラ、
CO2・ 尿 素 センサ、 有 害 ガスセンサ、 携 帯 電 話 電 波 受 信 探 知 機 、 瓦 礫 内 で 動 作 しているレスキューコ
ミュニケータ、 一 時 的 にばらまかれた 分 散 センサボール、 統 合 的 データマイニング 等 の 技 術 によって 発
見 される。 何 台 ものロボットが 同 時 に 投 入 されているため、 異 なる 複 数 の 場 所 からさまざまな 状 況 デー
タが 送 られてくるため、それらを 総 合 することによって 要 救 助 者 の 位 置 や 状 態 等 が 推 定 されている。
投 入 されたシステムが 要 救 助 者 を 傷 つける 可 能 性 を 最 小 限 に 抑 えるための 半 自 律 機 能 が 搭 載 され、RT
安 全 基 準 の 緊 急 災 害 字 の 特 例 規 程 に 準 拠 して 作 られており、 操 縦 の 詳 細 はすべて 記 録 されているため、
万 が 一 の 事 故 においても 操 縦 者 やメーカの 責 任 が 一 方 的 に 問 われることはない。 要 救 助 者 に 対 して、 音
声 による 呼 びかけ、 呼 吸 の 確 保 の 他 、 少 量 の 血 液 採 取 による 緊 急 診 断 がなされ、クラッシュシンドロー
ムの 危 険 性 と 救 出 後 の 生 存 確 率 を 事 前 に 評 価 しながらトリアージが 行 われ、その 情 報 は 無 線 ICチップ
を 内 蔵 したトリアージタグに 書 き 込 まれ、 要 救 助 者 に 付 けられた。これらの 情 報 はすべてリアルタイム
に 災 害 軽 減 化 情 報 共 有 プロトコルMISPにより 分 散 データベースDaRuMaに 格 納 され、 自 動 ある
いは 遠 隔 地 の 専 門 家 によって 意 味 等 の2 次 情 報 が 付 加 された。
救 助 隊 はデータベースを 参 照 しながら、その 後 の 救 出 プロセスを 最 適 に 計 画 し、 無 事 に 救 助 が 行 われ
た。
以 上 述 べた「 大 都 市 大 震 災 軽 減 化 特 別 プロジェクト、レスキューロボット 等 次 世 代 防 災 基 盤 技 術 の 開
発 」の 研 究 開 発 成 果 を 発 展 、 実 用 化 させたRTについて、 現 場 での 活 用 シナリオを 時 系 列 で 整 理 すると、
図 2.3.5-2のようになる。
113

上 空 ・ 地 上 ・ 地 中
ロボット 等
インフラ
(ホーム
ネット)
事 前 の
情 報 収 集
上 空 ( 無 人
インテリジェ
ントヘリ)
迅 速 な
緊 急 情
報 収 集
上 空 ( 飛 行 船 ・バルーン)
上 空 からの 長 時 間 情 報 収 集
瓦 礫 上 ロボット
街 路 ・ 瓦 礫 上 からの 情 報 収 集
地 下 街 ・ 高 層 ビルからの 情 報 収 集
瓦 礫 内 ロボット
瓦 礫 内 からの 情 報 収 集
救 助 用 アドバンストツール
インフラ(マイクロサーバ・RFIDタグ)
広 域 の 情 報 収 集
時 間
シミュレー
ション
人 間
事 前
の
発 災
リアルタイム 被 害 推 定
意 志 決 定
備 え
現 場 情 報 収 集 出 動
インフラ(ユビキタス 端 末 )
広 域 の 情 報 収 集
1 時 間
災 害 対 策
本 部 設 置
3 時 間 後
人 命 救 助
2 次 災 害 防 止 緊 急 輸 送 ルート
広 域 救 助 隊 ロジスティクス
ライフライン 復 旧
72 時 間 後
図 2.3.5-2 大 都 市 大 震 災 の 人 命 救 助 におけるRTシステム 活 用 と 環 境 構 造 化 [1]
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
以 上 のシナリオより 抽 出 される 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 は 下 記 の 通 りである.
・レスキューコミュニケータをサーバとし、オフィス 機 器 、 家 電 品 、 火 災 報 知 器 、 生 活 支 援 RT、IC
タグ、 携 帯 電 話 などをセンサとした、 要 救 助 者 の 位 置 情 報 を 災 害 発 生 時 に 出 力 する 分 散 センサネット
ワーク
・ 必 要 なときに 自 動 的 に 情 報 収 集 ・ 配 信 を 開 始 できるよう 配 備 された、エアロロボット、 情 報 収 集 中 軽
気 球
・ 収 集 した 災 害 情 報 を 管 理 する 分 散 データベースDaRuMaと、 災 害 情 報 収 集 プロトコルMISP。
ここで 想 定 した 地 震 災 害 においては、 環 境 が 激 しく 破 壊 されるため、 静 的 に 設 置 された 環 境 構 造 化 技
術 の 活 用 は 困 難 である。 一 方 で、 一 時 的 に 設 置 されることを 前 提 とした、たとえば、 次 のようなダイ
ナミックな 環 境 構 造 化 が 有 効 である。
・UWBによる 建 物 外 からの 位 置 ガイダンスシステム
< 参 考 文 献 >
[1] 大 都 市 大 震 災 軽 減 化 特 別 プロジェクト,III-4 レスキューロボット 等 次 世 代 防 災 基 盤 の 開 発 , 平 成
14 年 度 ~ 平 成 18 年 度 成 果 報 告 書 , 国 際 レスキューシステム 研 究 機 構 , 防 災 科 学 技 術 研 究 所 , 文 部 科 学
省 ,2003-2007.
[2] 大 都 市 大 震 災 軽 減 化 特 別 プロジェクト 総 括 報 告 書 , 文 部 科 学 省 ,2007.
[3] 第 5 回 IRS 国 際 シンポジウム 講 演 論 文 集 , 国 際 レスキューシステム 研 究 機 構 ,2006.
[4] 世 界 初 , 民 間 国 際 ロボット 救 助 隊 を 創 ろう,http://www.maeda.co.jp/fantasy/, 前 田 建 設 ファン
タジー 営 業 部 ,2006.
114

(2) 地 下 街 における 化 学 剤 漏 洩 災 害 対 応
1)ユーザの 選 定
RTのユーザとして、 消 防 ・ 警 察 ・ 自 衛 隊 などの 災 害 対 応 専 門 機 関 を 想 定 し、RTを 駆 使 することに
よって 迅 速 な 情 報 収 集 を 図 り、 隊 員 の 二 次 災 害 の 危 険 性 を 最 小 限 に 抑 えることを 目 的 とする。
このケースの(1)との 大 きな 違 いは、 環 境 破 壊 の 程 度 が 低 いことであり、そのため 環 境 構 造 化 の 有 効
性 が 高 い。
表 2.3.5.1 地 下 街 における 化 学 剤 漏 洩 災 害 対 応 シナリオで 出 動 しているRT
RT の 種 類
高 速 探 査 群 ロボット
光 ファイバー 敷 設 ロボット
ドア 開 閉 ロボット
生 活 支 援 ヒューマノイド
インテリジェントセンサマーカ
ーIC タグ
重 量 物 ハンドリングマニピュレ
ータ 付 きクローラ 型 ロボット
機 能
高 速 に 移 動 し, 要 救 助 者 等 の 情 報 を 収 集 する.
光 ファイバーを 敷 設 し, 無 線 LAN のアクセスポイントを 設 置 す
る.
ドアを 開 閉 するロボット.
平 時 に 使 われているヒューマノイドロボット.
センサ 機 能 ,ネットワーク 機 能 , 視 認 ・ 無 線 兼 用 マーカー 機 能 を
備 えたばらまき 用 IC タグ.
要 救 助 者 , 瓦 礫 など, 重 量 物 を 移 動 できるロボット.
2)システム 構 成
NEDO 戦 略 的 先 端 ロボット 要 素 技 術 開 発 プロジェクト、 特 殊 環 境 用 ロボット 分 野 、 被 災 建 造 物 内 移
動 RTシステム、 閉 鎖 空 間 内 高 速 走 行 探 査 群 ロボット、で 開 発 を 計 画 している。 高 速 で 移 動 して 人 がい
る 災 害 空 間 で 情 報 を 収 集 する 群 ロボット、 光 ファイバーを 敷 設 して 通 信 インフラを 一 時 的 に 設 置 するロ
ボット、ドア 開 閉 のためのロボットを 中 心 とするシステム( 図 2.3.5-3)により、それが 化 学 剤
漏 洩 による 災 害 の 被 害 軽 減 化 に 適 用 された 際 の 活 用 イメージについて 述 べる。このシナリオの 中 で 使 用
されるRTを 表 2.3.5-1に 整 理 する。
200X 年 XX 月 XX 日 、 東 京 都 中 心 部 の 地 下 街 において、 化 学 剤 の 漏 洩 によると 推 定 される 災 害 が
発 生 、 部 分 的 に 爆 発 を 伴 い、 停 電 し、さらに 被 害 が 拡 大 中 。 多 数 の 要 救 助 者 や 要 治 療 者 が 発 生 し、 地 下
街 の 奥 深 くには 依 然 として 要 救 助 者 が 残 されている 模 様 。 発 災 後 推 定 10 分 後 に 地 下 街 の 防 災 センター
より、 警 察 ・ 消 防 に 通 報 があり、 救 助 隊 が 出 動 した。 物 質 の 種 類 および 発 生 場 所 が 特 定 されておらず、
通 常 部 隊 の 隊 員 が 地 下 街 の 中 に 入 って 検 索 ・ 救 助 活 動 を 行 うことは 危 険 、と 先 着 した 現 場 隊 長 が 判 断 、
化 学 機 動 中 隊 の 出 動 が 要 請 された。 化 学 機 動 中 隊 には 先 端 的 なRT 高 度 資 機 材 が 配 備 されている.
図 2.3.5.3 閉 鎖 空 間 内 を 高 速 移 動 計 測 マッピングする RT システムの 構 想
(C) 国 際 レスキューシステム 研 究 機 構 , 東 北 大 学
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10 台 の 高 速 探 査 ロボット、2 台 の 光 ファイバー 通 信 路 敷 設 ロボット、1 台 のドア 開 けツールロボッ
トを 搭 載 した、RT 救 助 工 作 車 計 12 台 が、6カ 所 の 地 下 街 の 入 り 口 に 分 れて 到 着 したのは 発 災 後 30
分 後 であった。 地 下 街 の 入 り 口 近 くの 道 路 では、ぐったりとして 倒 れて 救 急 車 の 到 着 を 待 っている 人 、
応 急 処 置 をしている 人 、 携 帯 電 話 で 連 絡 を 取 っている 野 次 馬 など、さまざまな 人 たちでごった 返 してい
る。 入 り 口 の 中 から 口 を 押 さえながらようやくはい 出 てきた 人 がいる。 地 下 街 内 部 の 詳 細 な 状 態 は 不 明
であるが、 商 店 で 働 くヒューマノイドロボットからの 映 像 が 地 上 まで 伝 えられてきており、 停 電 せず 平
時 用 無 線 LANが 動 いている 箇 所 については、ある 程 度 の 状 況 を 知 ることができる。この 時 点 では、す
でに 指 揮 車 が 現 場 に 到 着 し、 地 下 街 の 中 は 危 険 管 理 区 域 ( 入 ってはならない 区 域 )に 指 定 され、 総 指 揮
への 現 場 隊 長 からの 詳 細 にわたる 状 況 報 告 が 終 わっていた。
まず、2 台 の 照 明 ロボットとともに、まず5 台 の 高 速 探 査 ロボットが 次 々と 投 入 され、 入 り 口 から 無
線 が 届 く 範 囲 内 での 探 索 が 開 始 された。 隊 長 1 名 を 含 む10 名 からなる 救 助 隊 ( 救 助 工 作 車 2 台 に 対 応 )
のうち1 名 の 隊 員 が 先 頭 の1 台 のロボットを 操 縦 し、あとの4 台 は 自 動 的 に 先 頭 車 両 を 追 尾 している。
また、2 名 の 隊 員 は 映 像 とセンサ 信 号 をモニタリングし、4 名 は 後 に 続 くロボットの 準 備 、 隊 長 は 指 令
を 行 うとともに 総 指 揮 との 連 絡 をとっている。 無 線 通 信 としては 緊 急 災 害 用 の 専 用 周 波 数 への 変 換 用 レ
スポンダを 通 した 無 線 LANが 使 われ、 制 御 ・ 映 像 用 のアンテナが 入 り 口 に 設 けられ、ロボットに 搭 載
されたアドホックネットワーク 機 能 によって 地 下 街 のさらに 奥 に 対 して 自 動 的 に 中 継 されている。
人 間 よりも 高 速 に 動 き 回 る 各 探 査 ロボットからの 映 像 が、 遠 隔 操 縦 に 必 要 かつ 十 分 なクオリティで、 人
間 の 視 認 を 援 助 する 付 加 情 報 とともに、ほとんど 遅 れ 無 しに、RT 救 助 工 作 車 内 に 送 られてくる。これ
らのロボットはある 程 度 の 自 律 性 を 持 っており、 隊 員 が 大 まかな 指 示 を 与 えるだけで 探 索 を 行 う 機 能 を
持 っている。 音 声 、 赤 外 線 カメラ、UWBレーダー、インテリジェント 適 応 照 明 付 きマルチカメラ、 二
酸 化 炭 素 ・ 尿 素 センサ、 携 帯 電 話 電 波 受 信 探 知 機 、 等 の 生 体 信 号 のためのセンサからの 情 報 は、 人 間 が
認 識 容 易 なデータに 加 工 され、 疑 わしい 場 所 については 自 動 認 識 によりアラームが 発 せられ、 複 数 台 の
データを 監 視 している 隊 員 でも 見 落 とす 心 配 が 無 い。これらのロボットはすべてRT 安 全 基 準 に 準 拠 し
て 設 計 製 作 されており、 緊 急 災 害 時 の 特 例 規 程 が 適 用 され、かつ、 操 縦 の 履 歴 がすべて 記 録 されている
ため、 万 が 一 危 険 回 避 自 律 機 能 が 十 分 に 働 かず、 人 間 との 干 渉 などの 事 故 が 起 きた 場 合 でも、 操 縦 者 や
メーカの 責 任 が 一 方 的 に 問 われることはない。
なお、この 地 下 街 は 開 設 時 期 が 古 く、 緊 急 用 の 無 線 設 備 は 設 置 されておらず、 平 時 用 のネットワーク
設 備 は、 停 電 のためか 部 分 的 にしか 動 作 しなかった。
ロボットはセンサとネットワークと 視 認 ・ 無 線 兼 用 マーカー 機 能 を 備 えた 小 型 軽 量 のインテリジェン
トセンサマーカーICタグを 各 所 に 配 置 していく。 床 のみならず、ゲルにより 壁 や 天 井 に 粘 着 するよう
になっている。これらは、 刻 一 刻 と 変 化 する 環 境 状 況 を 人 間 の 救 助 隊 に 伝 えるとともに、 通 路 や 階 段 に
設 置 された 盲 人 ・ 生 活 支 援 ロボットガイダンス 用 のICタグや、 消 防 用 設 備 に 設 けられた 避 難 経 路 や 消
防 設 備 の 配 置 情 報 を 示 すICタグと 併 用 することにより、 閉 鎖 空 間 内 でのロボットの 位 置 同 定 を 容 易 か
つ 迅 速 に 行 うことを 可 能 にする。これらの「ダイナミック 環 境 構 造 化 」によって, 知 能 センシングのみ
による 方 法 よりもはるかに 高 速 で 効 率 的 な 情 報 収 集 が 可 能 になり、 階 段 や 段 差 もものともせず 高 速 に 動
き 回 ることができるのだ。 緊 急 時 用 にあらかじめ 用 意 された 地 下 街 内 部 のマップと、 高 速 走 行 ロボット
が 収 集 した 地 形 改 変 データが 統 合 され、 入 り 口 近 くの 走 行 のための 情 報 が 整 った。また、ロボットによ
ってガス 拡 散 防 止 のための 壁 が 設 置 された。
現 地 指 揮 本 部 脇 の 主 進 入 口 には、シャワーをもつ 除 染 専 用 車 が 部 所 した。 危 険 管 理 区 域 から 出 てくる
人 、 物 、ロボットは 全 て、 主 進 入 口 に 誘 導 され、 汚 染 状 況 に 応 じて 除 染 作 業 が 行 われている。
高 速 ロボットが 倒 れて 動 けない 要 救 助 者 を 発 見 、その 位 置 がマップの 中 に 書 き 込 まれる。 声 を 掛 けた
ところ 返 事 が 聞 こえる。マニピュレータ 付 きクローラ 型 ロボットが 体 の 下 に 摩 擦 軽 減 のためのシートを
挟 み、アームにより 衣 服 をつかんで、 汚 染 が 少 ない 風 上 の 場 所 まで 緊 急 移 動 を 行 った。ロボットは 少 量
の 採 取 血 液 を 採 取 、その 場 での 検 査 の 上 、ネットワーク 越 しに 医 師 によって 緊 急 診 断 がくだされ、 直 ち
に 解 毒 剤 が 注 射 された。 指 揮 車 からは、 防 護 服 を 身 につけた 隊 員 への 出 動 命 令 と、 点 滴 用 薬 剤 の 収 集 運
搬 指 令 が 下 った。このようにして、 次 々と 要 救 助 者 が 運 び 出 された。レストランで 働 くヒューマノイド
ロボットが、 気 を 失 った 幼 児 を 乗 せた 乳 母 車 を 押 し、 地 下 街 から 出 てきたときには、あたりから 拍 手 が
わき 起 こった。
要 救 助 者 にはICタグを 用 いたトリアージタグが 付 けられた。そこには 救 助 された 場 所 、 写 真 、 緊 急
診 断 結 果 などの 情 報 がデータとして 書 き 込 まれている。 次 々と 運 び 出 された 要 救 助 者 は、ICタグを 用
いたロジスティクスの 管 理 によって、きわめて 効 率 的 に 医 療 機 関 に 配 送 された。このICタグは 全 世 界
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の 医 療 機 関 で 共 通 仕 様 化 され、 平 時 から 診 察 券 としても 使 われている。 隊 員 や 搬 送 ロボットがICタグ
のデータを 読 み 取 ることにより 迅 速 に 判 断 を 下 せる 上 、 医 療 機 関 でも 患 者 データベースや 家 庭 内 での 健
康 チェック 結 果 などと 照 合 することによって 既 往 症 などを 考 慮 した 診 断 が 可 能 であるため、 従 来 と 比 べ
ると 飛 躍 的 に 生 存 率 が 高 まった。
地 下 街 のこれ 以 上 奥 深 くはさらに 危 険 で、 無 線 が 届 かないため、 光 ファイバーとアクセスポイントを
敷 設 するロボットが 投 入 された。また、 会 議 室 の 中 に 残 された 人 を 調 べるためにドア 開 けロボットが 投
入 され、 生 活 支 援 ロボット 用 に 整 えられたドア 位 置 ・ 仕 様 を 示 すためのICタグの 情 報 を 活 用 して、 室
内 の 検 索 が 行 われた。 無 線 が 届 きにくい 入 り 組 んだ 場 所 については、ロボットにより 漏 洩 同 軸 ケーブル
アンテナが 敷 設 された。これら 重 量 ロボットはギャップに 落 ちたり 狭 所 にはまりこんだ 際 のリカバリが
困 難 なため、 高 速 走 行 ロボット 上 のカメラを 使 ってモニタリングしながら、 慎 重 に 遠 隔 操 縦 がなされた。
無 線 環 境 が 整 えられ 次 第 、 後 続 の 高 速 走 行 ロボットがさらに 奥 へ 向 かい、 面 的 に 探 索 範 囲 を 広 げていく。
もうすでに6カ 所 の 入 り 口 から 合 計 100 台 以 上 の 高 速 ロボットが 投 入 され、 稼 働 を 始 めている。それ
により、 要 救 助 者 の 発 見 と 状 態 の 確 認 はもちろんのこと、マップとインテリジェントセンサマーカーに
よる 環 境 構 造 化 が 進 み、さらに 奥 へと 検 索 が 進 んでいく。
ロボットに 搭 載 されたガスセンサや 放 射 線 センサは 反 応 しない。 地 下 街 内 数 百 カ 所 でサンプリングし
た 空 気 をロボットが 持 ち 帰 ってきたので、 危 険 管 理 区 域 内 に 緊 急 設 置 された 質 量 分 析 ロボットに 掛 けた
のだが、 汚 染 化 学 剤 はガス 物 質 ではないらしく、その 素 性 は 依 然 として 不 明 である。しかしながら、 医
療 現 場 からの 連 絡 として、 要 救 助 者 の 状 態 の 検 査 に 基 づき、 汚 染 物 質 はある 程 度 の 範 囲 に 絞 られてきて
いた。
この 時 点 では、 順 次 、 各 進 入 口 に 除 染 テントが 設 置 されてきており、 除 染 用 の 水 利 、 廃 液 貯 蔵 タンク
なども 設 置 された。 直 近 の 出 入 り 口 から 避 難 できるようになったため、より 円 滑 に 避 難 が 進 行 するよう
になった。
高 速 ロボットに 搭 載 された 小 型 軽 量 アームにより 疑 わしい 液 体 や 白 い 粉 の 採 取 が 進 められ、 質 量 分 析
ロボットにより 次 々と 自 動 検 査 が 行 われているが、これら 大 量 のロボットをしても 地 下 街 全 体 をくまな
く 調 べるにはまだ 時 間 がかかりそうだ。しかしながら、このプロセスを 精 査 してみると、 仮 にロボット
でなく 人 間 が 作 業 を 行 った 場 合 には、 防 護 服 の 着 用 によって 作 業 効 率 の 低 下 が 避 けられず、 数 週 間 の 時
間 がかかると 予 測 される。その 場 合 には、 作 業 にあたる 隊 員 の 負 担 は 莫 大 なものとなっていたであろう。
仮 に 放 射 線 を 含 む 災 害 だった 場 合 には、 被 爆 のおそれもあり、 二 次 被 害 が 発 生 した 可 能 性 もある。
また、ロボットによって 救 助 隊 の 負 担 が 減 少 したため、 同 じ 数 の 隊 員 でこなせる 作 業 のスピードと 量
が 大 幅 に 向 上 した。さらには、ロボットに 単 純 作 業 を 任 せた 結 果 、 隊 員 はより 高 度 な 判 断 が 必 要 な 除 染
作 業 に 専 念 できるようになったことも 特 筆 すべきである。
以 上 のように、この 事 件 においてRTが 果 たした 役 割 は 明 らかに 大 きい。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
以 上 のようなシナリオにおける、 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 は 下 記 の 通 りである。
・ 平 時 用 ネットワーク 設 備
・ 平 時 用 に 通 路 ・ 階 段 ・ドアなどに 設 けられた 盲 人 および 生 活 支 援 ロボット 用 のICタグ
・ 消 防 用 設 備 、そこに 設 けられたICタグ
・GISによるデータによる 環 境 構 造 化
・ 平 時 用 のデータ 標 準 化 (このケースでは 診 察 券 )
一 方 で、 災 害 分 野 の 問 題 の 特 性 から、あらかじめ 社 会 インフラとして 埋 め 込 む 通 常 の 環 境 構 造 化 のみ
ならず、ニーズが 生 じてから 短 時 間 にインフラを 設 置 する 次 のような「ダイナミック 環 境 構 造 化 」も 重
要 である。
・ 通 信 路 を 確 保 するための 光 ファイバー 通 信 路 敷 設 ロボット、 漏 洩 同 軸 ケーブル
・ 一 時 的 に 設 置 するインテリジェントセンサマーカーICタグ
環 境 を 構 造 化 する 方 法 (スタティックかダイナミックか)の 選 択 は、 少 なくとも 次 のような 項 目 の 評
価 に 基 づき、あらかじめ 最 適 に 計 画 準 備 されていなければならない。
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・ 緊 急 事 態 が 起 きる 頻 度 、 想 定 される 被 害 の 大 きさ、 緊 急 ニーズの 重 要 性
・ 平 時 においてインフラが 必 要 とされる 頻 度
・ 緊 急 性 の 程 度 、 使 えるようになるまでに 許 容 される 時 間
・ダイナミックな 設 置 に 必 要 な 所 要 時 間
ダイナミック 環 境 構 造 化 は、イベント 会 場 、 工 事 現 場 などのように、 一 時 的 に 仮 設 インフラが 必 要 と
なるケースや、 動 的 に 必 要 なインフラの 性 質 が 変 化 するケースに 対 して 有 効 であり、 災 害 分 野 のみに 限
定 されたものではない。
(3) 化 学 プラント 事 故 対 策
1) 想 定 されるユーザ
化 学 プラント 管 理 者 、 自 営 消 防 隊 、 公 設 消 防 隊
2)シナリオ
大 都 市 港 湾 地 域 に 立 地 する 化 学 プラント、フッ 素 化 学 品 の 一 種 を 製 造 する 反 応 棟 において 小 規 模 な 爆
発 事 故 が 発 生 し、ガスが 漏 洩 、 同 時 に 黒 煙 が 発 生 している。 無 人 化 が 進 んだプラントの 中 央 管 理 室 では
事 故 の 警 報 が 点 滅 し、 反 応 棟 上 層 階 で 事 故 が 発 生 している 状 態 を 監 視 カメラがとらえている。 中 央 管 理
室 では、 事 故 の 発 生 を 消 防 へ 通 報 し、 現 場 に 残 っている 作 業 員 に 対 し、 事 故 状 況 に 応 じた、 安 全 な 避 難
経 路 を 指 示 した。 作 業 員 が 身 につけているICタグと、 各 作 業 領 域 に 設 置 されたICタグの 情 報 交 換 に
よって、 各 作 業 領 域 からの 避 難 状 況 が 刻 々と 把 握 されている。また、 周 辺 の 化 学 プラントへ 災 害 が 拡 大
しないよう 防 御 態 勢 を 引 くように、 状 況 を 配 信 した。
このような 化 学 プラントには、 劇 物 、 毒 物 、 危 険 物 など 多 様 な 化 学 物 質 が 存 在 している。そのため、
化 学 プラント 管 理 者 や 消 防 隊 員 が 事 故 現 場 で 災 害 対 策 を 行 うためには 十 分 な 装 備 を 装 着 する 必 要 があ
る。 各 種 装 備 を 装 着 するためには 時 間 を 要 するが、この 事 業 所 においては、いち 早 く 災 害 対 策 用 ロボッ
トが 導 入 されているため、 事 故 に 対 する 初 動 を 早 く 起 こすことができた。 中 央 管 理 室 で 事 故 発 生 場 所 と
事 故 概 要 を 入 力 することにより、 状 況 を 把 握 するため、 複 数 の 情 報 収 集 ロボットや 一 次 応 急 対 応 ロボッ
トが 自 律 的 に 移 動 を 開 始 する。 移 動 経 路 は、 作 業 員 の 避 難 経 路 、 気 温 、 風 向 き、 周 辺 の 化 学 薬 品 貯 蔵 状
況 を 勘 案 し、 自 動 的 に 設 定 される。 屋 外 を 移 動 する 際 は、GPSを 使 用 することも 可 能 であるが、プラ
ント 内 は 高 さのある 施 設 設 備 、 建 家 などがあり、 十 分 な 精 度 を 得 られないこともある。また、 屋 内 の 迷
路 的 な 通 路 を 通 過 する 必 要 もある。そこで、より 確 実 な 手 段 として 移 動 経 路 上 に 埋 め 込 まれているIC
タグを 認 識 し、 指 定 された 経 路 を 高 速 に 移 動 することが 可 能 となっている。 高 精 度 GPSと 比 べ 安 価 で
高 精 度 な 位 置 情 報 を 得 られるため、 企 業 では 容 易 に 導 入 することができている。
一 方 、 化 学 プラントの 事 業 所 敷 地 内 では、 労 務 上 の 安 全 管 理 を 十 分 認 識 している 専 従 作 業 員 しか 利 用
しない。したがって、 蹴 上 げ 面 が 無 く、 踏 み 面 がグレーチングや 縞 鋼 板 などで 作 成 された 急 な 螺 旋 階 段
が 存 在 する。 情 報 収 集 ロボットは 比 較 的 小 型 、 軽 量 であるので、このような 経 路 を 移 動 することは 不 可
能 ではない。しかしながら、 重 心 移 動 や 変 形 クローラ 機 能 などを、 階 段 の 状 況 に 適 応 させる 必 要 がある。
階 段 入 り 口 に 埋 め 込 まれたICタグから 階 段 の、 蹴 上 げ、 踏 み 面 、 斜 度 、 材 質 情 報 などを 入 手 すし、 気
象 条 件 等 も 考 慮 し 総 合 的 に 判 断 し、 自 律 的 に 螺 旋 階 段 を 上 るために 適 した 形 態 へ 迅 速 に 変 形 を 行 うこと
ができる。さらに、 平 地 移 動 から 階 段 移 動 へシームレスな 移 動 が 可 能 となる。この 機 能 により、 事 故 発
生 現 場 への 平 均 移 動 速 度 を 劇 的 に 向 上 することが 可 能 になっている。 重 心 移 動 やクローラの 変 形 などは、
遠 隔 操 作 で 行 う 際 には、 停 止 して 行 う 必 要 がある 場 合 が 多 いからである。また、ロボットがこの 螺 旋 階
段 を 上 るに 当 たって、 作 業 員 がこの 区 域 から 既 に 避 難 が 完 了 し、 避 難 活 動 と 干 渉 しないことがICタグ
情 報 によって 確 認 されている。 一 次 応 急 対 策 用 ロボットは、 螺 旋 階 段 の 昇 降 が 難 しいため、エレベータ
を 利 用 して 移 動 する 経 路 を 指 定 されている。 一 時 応 急 対 策 ロボットは、 遠 回 りになるが、 反 応 棟 の 隣 の
建 家 に 設 置 されているエレベータ 利 用 し、 上 層 階 へ 移 動 し、 反 応 棟 へ 移 動 する 経 路 をとっている。エレ
ベータ 乗 り 口 のICタグを 利 用 し、ボタンを 押 さなくてもエレベータが 自 動 的 に 呼 ばれ、 乗 り 込 み 後 の
行 き 先 階 の 指 定 も、 環 境 が 整 備 され、 自 律 的 にエレベータによって 移 動 を 可 能 としている。エレベータ
内 にロボットが 乗 っている 状 態 においてもエレベータ 内 に 設 置 された 中 継 器 により 通 信 が 可 能 となっ
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ている。 反 応 棟 への 原 料 物 質 の 供 給 は、 事 故 発 生 時 の 自 動 停 止 機 能 が 組 み 込 まれているが 現 場 に 到 着 し
た 情 報 収 集 ロボットにより、 災 害 状 況 が 拡 大 していることがわかった。この 情 報 により 一 部 の 原 料 供 給
が 停 止 していないことが 予 想 された。 平 時 では 遠 隔 操 作 でも、 手 動 でも 閉 鎖 できるが、 事 故 の 影 響 か、
遠 隔 操 作 が 効 かない。そこで、 一 次 応 急 対 策 ロボットは、 閉 鎖 すべきバルブに 内 蔵 されたICタグ 情 報
を 利 用 し、 位 置 を 自 律 的 に 認 識 しバルブハンドを 容 易 に 把 持 し、ICタグから 読 み 出 した 閉 鎖 方 法 に 従
って、 自 律 的 にバルブを 閉 じ、 事 故 が 発 生 した 反 応 棟 への 原 料 の 供 給 を、 完 全 に 停 止 することに 成 功 し
た。 情 報 収 集 ロボットは、 事 故 現 場 の 情 報 ばかりでなく、 事 故 現 場 周 辺 に 貯 蔵 されている 化 学 剤 貯 蔵 状
況 も 中 央 管 理 室 へ 送 信 している。 貯 蔵 施 設 ごとに 取 り 付 けられたICタグを 読 むことによって、 貯 蔵 物
質 の 種 類 、 量 などを 知 ることができる。ここで、 中 央 管 理 室 で 把 握 している 量 と 大 きく 異 なる 貯 蔵 量 の
危 険 物 タンクが 認 知 された。これは、 爆 発 で 飛 散 した 破 片 によって、 貯 蔵 タンクに 何 らかの 損 傷 があり、
二 次 災 害 として、 内 容 物 質 が 漏 洩 していることを 示 唆 している。また、この 時 点 においても、 反 応 棟 内
に 残 存 している 物 質 によって、 黒 煙 が 発 生 し、その 内 部 では 火 炎 が 発 生 していることが、 現 場 直 近 に 進
入 した 情 報 収 集 ロボットによって 確 認 された。 現 場 周 辺 に 部 署 している 情 報 収 集 ロボットは、 熱 により
危 険 性 が 急 激 に 増 大 する 物 質 の 貯 蔵 設 備 があり、 最 大 貯 蔵 量 に 近 い 量 の 物 質 が 貯 蔵 されていることを 認
識 した。 対 策 活 動 の 初 動 が 早 かったため、 爆 発 事 故 発 生 より10 分 後 で、 事 故 の 全 体 概 要 が 把 握 された。
化 学 プラントには、 劇 物 、 毒 物 、 危 険 物 など 多 様 な 化 学 物 質 が 存 在 している。 事 故 現 場 周 辺 に 存 在 す
る 薬 品 等 によって、 貯 蔵 、あるいは 使 用 されている 各 種 化 学 薬 品 をロボットが 認 識 できるようなICタ
グを 設 置 することにより、 消 防 戦 術 上 、 使 用 すべき 薬 剤 、 使 用 してはならない 薬 剤 、 活 動 上 の 注 意 など
が 容 易 に 認 識 できるようになる 中 央 管 理 室 の 担 当 者 の 簡 単 な 判 断 、 指 示 により、 複 数 の 二 次 応 急 対 策 ロ
ボットが 自 律 的 移 動 を 開 始 した。 二 次 応 急 対 策 ロボットは、 情 報 収 集 ロボットの 情 報 を 基 に、まず、 爆
発 事 故 を 起 こした 反 応 棟 の 閉 鎖 作 業 に 必 要 な 資 機 材 を 選 択 装 備 し、 現 場 へ 自 律 的 に 移 動 した。 各 種 活 動
に 必 要 な 資 機 材 にもICタグが 設 置 されており、ロボットが 自 律 的 に 装 備 することが 可 能 となっている。
次 に、 爆 発 の 影 響 で 破 損 した 貯 蔵 施 設 からの 漏 洩 物 質 の 吸 着 剤 、 中 和 剤 が 選 択 され、 漏 洩 物 質 の 処 理 作
業 を 行 う 二 次 応 急 対 策 ロボットが 自 律 的 に 移 動 を 開 始 した。さらに 加 熱 危 険 物 質 の 冷 却 作 業 を 行 うロボ
ットも 移 動 を 開 始 した。この 間 、 中 央 管 理 室 では、 反 応 棟 の 監 視 やロボットの 動 作 状 況 を 管 理 すること
が 主 な 作 業 となっている。 二 次 応 急 対 策 ロボットが 活 動 現 場 に 到 着 し、 活 動 を 開 始 する 時 点 で 発 災 後 2
0 分 が 経 過 していた。このころ、 公 設 消 防 隊 が 到 着 し、 本 格 的 な 対 策 を 行 うべく、 消 防 ロボットが 活 動
を 開 始 した。この 消 防 ロボットも、プラント 内 に 設 置 された、ICタグやインフラとの 通 信 を 利 用 し、
半 自 律 的 に 動 作 が 可 能 となっている。ロボットが 応 急 対 策 を 完 遂 し、 危 険 度 が 下 がった 状 態 で、 消 防 隊
員 が 進 入 し、 最 終 的 な 事 故 対 応 、 処 理 を 行 った。
ここで 利 用 されているICタグは、 消 防 用 設 備 に 設 置 されるなど、 比 較 的 事 故 に 対 して 耐 性 のある 設
備 に 取 り 付 けられているため、そのほとんどが 利 用 可 能 であった。 一 部 利 用 不 可 ICタグもあったが、
2 重 化 するなどによって、システム 全 体 としての 機 能 に 問 題 はなかった。
ICタグやロボットがプラント 内 のインフラを 容 易 に 利 用 できる 環 境 を 構 築 することにより、ロボッ
トが 自 律 的 に 機 能 し、 早 期 の 初 動 対 応 をとることができた。 若 干 、 大 気 中 へ 有 害 物 質 が 飛 散 したものの、
事 故 災 害 の 拡 大 を 抑 制 することができ、 周 辺 のプラント、 住 宅 への 影 響 は 全 くなかった。
3)システム 構 成
・ 移 動 ロボット
情 報 収 集 ロボット:ICタグ 情 報 を 利 用 し、 高 速 な 移 動 が 可 能 で、 検 知 機 などを 積 載 し、 事 故 情 報 を
収 集 する 移 動 ロボット。
一 次 応 急 対 策 ロボット: 移 動 体 に 簡 単 なマニピュレータが 装 備 され、ICタグ 情 報 を 利 用 し、 軽 作 業
を 行 うことができる 移 動 型 ロボット。
二 次 応 急 対 策 ロボット:ICタグ 情 報 により 自 律 的 に 危 険 物 質 に 対 する 中 和 剤 の 搬 送 、 散 布 を 行 う。
また、 状 況 に 応 じ、 事 故 対 策 用 設 備 の 起 動 、 監 視 を 行 う。
事 故 対 策 ロボット: 消 防 本 部 が 所 有 し、 各 種 事 故 の 本 格 的 対 応 処 理 を 行 う 移 動 ロボット。
・ 環 境 構 造 化
プラント 内 地 域 認 識 ICタグ:ロボットの 自 律 的 な 移 動 を 可 能 にする。
経 路 特 徴 情 報 ICタグ: 階 段 などの 特 性 情 報 を 持 ち、ロボットに 経 路 に 適 応 する 情 報 を 提 供 する。 階
段 、 狭 隘 な 迷 路 などの 経 路 的 障 害 があっても、 平 地 を 移 動 すると 同 様 、シーレスな 移 動 を 可 能 にする。
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劇 物 、 危 険 物 等 貯 蔵 情 報 ICタグ: 貯 蔵 している 劇 物 等 の 内 容 物 、 貯 蔵 量 情 報 を 持 ち、 事 故 の 拡 大 の
抑 制 のための 情 報 を 得 ることができる。
エレベータ 等 インフラの 操 作 : 人 が 操 作 する 装 置 を 介 さず、ロボットとインフラ 設 備 間 の 通 信 により
操 作 を 可 能 にする。
スイッチ、バルブ 等 作 業 用 ICタグ
4) 環 境 構 造 化 を 利 用 した 知 能 化 技 術
・ 情 報 収 集 活 動 に 活 用
貯 蔵 、あるいは 使 用 されている 各 種 化 学 薬 品 、 現 在 の 貯 蔵 量 をロボットが 認 識 できるように、 各 施 設
ICタグを 設 置 することにより、 消 防 戦 術 上 、 使 用 すべき 薬 剤 、 使 用 してはならない 薬 剤 、 活 動 上 の
注 意 などが 容 易 に 認 識 できるようになる。
・ 高 速 移 動 に 活 用
化 学 薬 品 の 漏 洩 時 などにおいては、 消 防 隊 員 の 二 次 災 害 を 防 ぐためにも、ロボットによって 対 応 する
ことが 適 している。そこで、プラント 内 の 各 所 へ 移 動 するための、 階 段 などの 経 路 上 の 難 所 の 事 前 認
識 等 、 移 動 経 路 の 特 性 データを 持 ったタグが 設 置 されていると、ロボットによる 自 律 的 な 対 応 も 可 能
になる。 例 えば、 漏 洩 事 故 発 生 場 所 への 移 動 は、 最 短 距 離 の 経 路 ではロボットの 性 能 では 踏 破 できな
い 階 段 や 扉 がある 場 合 、 事 前 に 回 避 して、 自 律 的 に 災 害 現 場 に 進 入 し、 情 報 収 集 を 行 い、 災 害 対 策 に
情 報 を 迅 速 に 役 立 てることが 可 能 になる。
・ 既 設 の 移 動 手 段 の 活 用
エレベータなどは、 人 が 利 用 することが 前 提 とされているため、 操 作 は、ボタンによって 行 われるが、
ロボットとエレベータの 通 信 のみによって、 利 用 できる 環 境 を 提 供 することにより、 容 易 にロボット
も 利 用 できる。 事 故 対 策 に 重 点 をおいて 開 発 された、ヒューマノイド 的 な 機 能 を 持 たないロボットで
も 容 易 に 利 用 することができる。
・ 複 雑 な 作 業 に 活 用
バルブやスイッチの 開 閉 等 作 業 の 作 業 を 行 うため、ロボット 自 身 が 自 律 的 に 場 所 を 同 定 する 必 要 があ
り、 高 度 な 技 術 が 必 要 となる。 一 方 、 遠 隔 操 作 では、かなりの 時 間 を 要 する。そこで、バルブに 内 蔵
されたICタグにより 誘 導 され、ロボットハンドが 容 易 かつ 自 律 的 にバルブを 把 持 することが 可 能 に
なる。また、バルブの 開 閉 操 作 方 法 も、ICタグから 情 報 を 得 ることにより、 迅 速 かつ、 自 律 的 に 作
業 を 進 めることができる。
(4) 交 通 機 関 における 事 故 対 策
1)ユーザの 選 定
交 通 機 関 利 用 者 、 消 防 隊
2)シナリオ
大 都 市 において 鉄 道 事 故 が 発 生 し、 車 両 は 転 覆 、 大 きく 変 形 し、 原 型 をとどめていない 状 況 である。
新 型 車 両 では、アルミ 材 、 複 合 剤 、FRP 等 が 多 用 されている。この 状 態 では、 被 災 者 が 何 人 いて、ど
のような 状 態 になっているのか 簡 単 には 分 からない。しかしながら、この 車 両 にはICタグが 多 数 取 り
付 けられており、 到 着 した 消 防 隊 のロボットは、 各 ICタグのスキャニングに 取 りかかった。 平 行 して
3 次 元 プロファイラも 使 用 されている。ICタグは 車 両 の 特 徴 的 な 位 置 に 取 り 付 けられているため、 位
置 をスキャニングすることにより、 車 両 の 変 形 状 況 が 迅 速 に 確 認 された。3 次 元 プロファイラのデータ
と 合 わせることにより 精 密 な 変 形 状 況 も 確 認 された。 特 に 車 体 中 央 部 はねじれるように 変 形 し、 車 内 空
間 が 確 保 できていない 状 態 が 推 定 された。また 車 両 のICタグは 各 ドア 入 り 口 にも 設 置 されており、ド
アを 通 過 する 時 点 で、 乗 客 の 持 っているICタグ 定 期 券 やチケットと 通 信 することにより、 乗 客 数 の 把
握 はもちろん、 乗 客 の 配 置 もおよそ 把 握 することができている。したがって、 被 災 者 数 を 瞬 時 に、 正 確
120

に 把 握 することができる。 自 力 で 事 故 現 場 から 脱 出 した 人 数 から、30 数 名 が 車 両 内 に 取 り 残 されてい
ることが 推 定 された。
消 防 隊 は、 空 間 が 最 も 狭 まっている 車 両 中 央 付 近 の 救 助 活 動 を 重 点 的 に 進 めることとした。ここで、
定 期 券 やチケットに 内 蔵 されたICタグを 探 索 するロボットが 投 入 された。このロボットは、ICタグ
に 対 応 した 信 号 波 を 発 信 し、その 反 応 に 応 じてICタグの 位 置 を 推 定 し、 探 索 を 行 う。さらに、 車 両 I
Cタグを 灯 台 的 に 利 用 し、3 次 元 プロファイルデータを 参 照 しながら、 奥 への 効 率 的 な 進 入 を 可 能 にし
ている。 従 来 の 人 体 を 探 索 する 装 置 と 比 較 して、 単 純 であるので、 小 さくすることが 可 能 である。 当 然
ながら 狭 い 領 域 へも 容 易 に 進 入 が 可 能 である。 従 来 の 作 業 と 比 較 して、 約 1/3 以 下 の 時 間 で 要 救 助 者
に 到 達 することができた。
迅 速 な 救 助 活 動 を 実 施 することができ、 負 傷 者 を 早 期 に 全 員 救 出 することができた。
3)システム 構 成
・ 移 動 ロボット
ICタグスキャニングロボット: 構 造 物 にあらかじめ 埋 め 込 まれているICタグの 位 置 をスキャンし、
変 形 状 況 を 推 定 する。
ICタグ 探 索 ロボット: 小 型 の 移 動 ロボットであり、ICタグ 定 期 券 やICタグチケットに 対 応 した
信 号 波 を 発 信 し、ICタグの 反 応 に 応 じて 自 律 的 に 探 索 し、 位 置 を 特 定 する。
・ 環 境 知 能 化
ICタグ 車 両 : 各 入 り 口 や、 構 造 物 中 にICタグを 埋 設 設 置 している 車 両 。ICタグチケットやIC
タグ 定 期 券 を 持 った 乗 客 が 乗 り 降 りすることにより、その 車 両 の 乗 客 者 数 やおよその 配 置 が 分 かる。
また、 事 故 が 発 生 し、 車 両 が 大 きく 変 形 した 場 合 、このICタグの 場 所 を 特 定 することにより、 変 形
状 況 も 知 ることができる。 平 時 には、 利 用 者 の 動 態 管 理 にも 使 用 できる。
ICタグ 定 期 券 : 緊 急 時 にはICタグ 追 跡 ロボットからの 信 号 を 受 け、 電 波 を 発 し、 要 救 助 者 の 居 場
所 を 容 易 に 突 き 止 めることを 可 能 にする。さらに、 要 救 助 者 の 個 人 情 報 から、 有 効 な 治 療 活 動 を 可 能
にする。
ICタグチケット: 緊 急 時 にはICタグ 追 跡 ロボットからの 信 号 を 受 け、 電 波 を 発 し、 要 救 助 者 の 居
場 所 を 容 易 に 突 き 止 めることを 可 能 にする。
4) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
・ 事 故 の 状 況 把 握 に 利 用
各 入 り 口 や、 構 造 物 中 にICタグを 埋 設 設 置 している 車 両 。ICタグチケットやICタグ 定 期 券 を 持
った 乗 客 が 乗 り 降 りすることにより、その 車 両 の 乗 客 者 数 やおよその 配 置 が 分 かる。また、 事 故 が 発
生 し、 車 両 が 大 きく 変 形 した 場 合 、このICタグの 場 所 を 特 定 することにより、 変 形 状 況 も 知 ること
ができる。
・ 要 救 助 者 の 位 置 特 定 に 利 用
定 期 券 やチケットをICタグ 化 することにより、ICタグを 探 索 することにより、 容 易 に 要 救 助 者 の
探 索 を 行 うことが 可 能 になる。さらに、 定 期 券 には 個 人 情 報 を 記 憶 させることも 可 能 であり、 救 助 後
の 救 急 医 療 に 重 要 な 情 報 を 提 供 することも 可 能 になる。
2.3.6 作 業 現 場 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
作 業 現 場 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 としては、 幾 つかに 分 けられる。
(1) 位 置 知 識 の 知 能 化
作 業 現 場 において 環 境 構 造 化 に 求 める 期 待 としては、 位 置 情 報 をシームレスかつ 高 精 度 に 提 供 するイ
ンフラ 技 術 が 求 められている。 屋 外 においては、GPS 信 号 、D-GPS、RTK-GPSなどを 用 い
て 数 cmでの 位 置 情 報 の 獲 得 が 可 能 となってきているものの、ビルの 谷 間 や 地 下 街 などの 衛 星 信 号 が 獲
121

得 できない 場 所 も 多 い。 特 に 建 築 分 野 においては 屋 外 と 屋 内 の 両 方 での 位 置 情 報 が 必 要 とされることか
ら、 屋 内 外 のシームレスな 位 置 情 報 取 得 が 重 要 となる。また、 移 動 ロボットとしての 位 置 制 御 に 関 して
は 数 10cm 程 度 で 十 分 であるが、 建 機 等 のマニピュレーションに 近 い 作 業 を 行 う 要 求 もあることから、
手 先 で1cm 以 下 の 位 置 精 度 を 実 現 できるならば、その 応 用 範 囲 は 広 がると 考 えられる。そのため、 精
度 の 要 求 に 応 じて、GPSからビジョンまでのシームレスな 位 置 情 報 取 得 技 術 が 望 まれる。また、 建 築
現 場 、 土 木 現 場 等 は 工 事 中 のみ 一 時 的 にインフラ 設 備 が 必 要 となる 場 合 が 多 く、 簡 易 な 機 器 設 置 、もし
くは、 工 事 後 にもそれらの 機 器 を 定 常 的 サービスに 利 用 可 能 な 社 会 的 仕 組 みが 望 まれる。さらに、 災 害
分 野 においては、まずは 位 置 精 度 よりも、 早 急 な 機 器 設 置 (インフラ 復 旧 )が 要 求 されることから、 早
急 な 設 置 のために 機 器 のコンパクト 化 、およびシステムの 位 置 情 報 の 高 精 度 化 へのフレキシビリティが
重 要 であると 考 えられる。
(2) 物 体 知 識 の 知 能 化
建 築 などの 作 業 においては、 部 材 の 種 類 、 必 要 時 期 などの 施 工 管 理 が 重 要 であるし、 農 業 分 野 などに
おいては、トレーサビリティが 重 要 となってきている。これらの 時 代 的 な 要 請 を 満 たすための 枠 組 みと
して、 物 の 知 識 をデータベース 化 する 技 術 と、そのデータベースと 物 とを 繋 げる 技 術 (ICタグなど)
が 重 要 となっている。 建 築 、 土 木 分 野 においては、 近 年 の 耐 震 偽 装 問 題 や 手 抜 き 工 事 といった 施 工 後 の
目 に 見 えない 部 分 での 欠 陥 をチェックできない 問 題 が 業 界 全 体 の 信 頼 を 低 下 させており、 品 質 の 正 当 な
評 価 がされていない。また、 施 工 時 での 変 更 が 定 常 的 に 発 生 することから、 設 計 時 と 施 工 後 の 実 物 が 同
じにならず、 情 報 と 実 物 との 整 合 を 取 ることが 必 要 となっている。すなわちICタグ 等 の 技 術 により、
施 工 管 理 を 厳 密 にすることで、 情 報 と 実 物 との 整 合 を 常 に 取 れる 技 術 が 重 要 である。また、 農 業 分 野 に
おいては、 食 の 安 全 に 関 して 消 費 者 の 意 識 が 高 く、 低 コスト 化 に 縛 られない 日 本 独 自 の 高 品 質 、 高 付 加
価 値 のある 作 物 を 安 定 に 供 給 するためには、その 作 物 に 対 する 品 質 保 証 を 証 明 できるICタグ 等 のトレ
ーサビリティの 仕 組 みが 重 要 である。さらに 情 報 と 実 物 の 整 合 が 可 能 であるならば、 実 物 の 形 状 情 報 や
重 さ 情 報 等 のマニピュレーションに 必 要 な 情 報 が 手 軽 に 取 得 でき、 上 記 の 位 置 情 報 取 得 技 術 と 組 み 合 わ
せることで、より 高 度 なマニピュレーションをより 簡 易 なシステムで 実 現 できる 可 能 性 が 期 待 できる。
(3)センサ 知 識 の 知 能 化
現 在 のセンサ 技 術 は、ローカルに 情 報 を 取 得 することを 目 的 としているが、センサネットワークなど
の 発 達 により、 遠 隔 モニタリング、 日 常 モニタリングが 可 能 となり、 現 在 、 熟 練 工 が 行 っている 監 視 な
どの 技 術 を 肩 代 わりすることが 可 能 となりつつある。 近 年 のネットワークインフラの 高 度 化 から、 無 線
LAN、 携 帯 電 話 等 のネットワーク 環 境 は 充 実 しつつあるといえる。しかし、 局 所 的 な 環 境 での 多 数 の
機 器 をネットワーク 上 に 参 加 する 上 では 未 だチャンネル 数 の 制 限 や 無 線 帯 域 の 問 題 など、 安 定 なネット
ワーク 環 境 を 実 現 できているとは 言 い 難 い。 各 分 野 で 共 通 的 に 求 められる 環 境 の 認 識 は、ロボットの 内
界 センサのみで 可 能 なレベルではなく、 外 部 の 分 散 されたセンサ 情 報 からネットワークを 介 して 収 集 す
ることが 求 められ、そのセンサの 数 も 要 求 に 応 じて 多 数 で 多 様 なセンサが 求 められる。これらのセンサ
ネットワーク 環 境 を 安 定 にかつ 安 価 に 提 供 する 技 術 開 発 およびその 普 及 が 急 務 であると 考 えられる。さ
らに 災 害 分 野 において、 場 所 に 応 じた 環 境 情 報 の 精 度 が 求 められることから、センサネットワーク 構 築
におけるフレキシビリティは 他 の 分 野 以 上 に 重 要 な 仕 様 である。
2.3.7 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術
以 上 の 議 論 から、 作 業 現 場 分 野 において 特 に 環 境 構 造 に 求 められる 技 術 課 題 として 開 発 すべき 技 術 と
しては、 以 下 のものが 上 げられる。
(1) 測 位 技 術 ; 屋 内 GPSなどを 用 いて1cm 精 度 での 測 位 情 報 インフラの 早 期 整 備 が 求 められる。
(2) 通 信 技 術 : 作 業 のため、 無 線 LANなどではチャンネル 数 の 奪 い 合 い、 混 信 などの 問 題 が 乗 じて
おり、 信 頼 性 の 高 い 通 信 技 術 の 確 立 が 求 められる。
(3) 認 識 技 術 :ICタグを 貼 り 付 けた 物 体 が 金 属 や 水 分 を 含 んでいても、 信 頼 性 高 く 物 体 を 認 識 する
ための 技 術 の 確 立 。
(4)インテグレーション 技 術 : 移 動 ・マニピュレーション 技 術 など、 作 業 に 必 要 な 物 体 搬 送 や 物 体 把
122

持 など 上 記 3 種 類 の 技 術 を 統 合 的 に 利 用 したロボット 技 術 の 確 立 。
屋 外 作 業 における 環 境 構 造 化 技 術
建 設 分 野
土 木 分 野
共 通 技 術 課 題
(1) 測 位 技 術 : 屋 内 GPSなど
(2) 通 信 技 術 : 高 信 頼 通 信 技 術
(3) 認 識 技 術 :IC:
ICタグなど
(4) 移 動 ・ 把 持 技 術 :ロボット
農 業 分 野
災 害 分 野
123

2.4 産 業 用 環 境 構 造 化 分 野 におけるRTシステムの 構 想
2.4.1 産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 の 特 徴
産 業 用 ロボットは1970 年 代 から 実 際 の 製 造 現 場 において 使 用 されてきたという 実 績 がある。 大 量
生 産 の 製 造 現 場 では 高 生 産 性 という 目 的 のために、ロボットの 作 業 環 境 をあらかじめ 整 備 する、あるい
は 作 業 対 象 物 をロボットに 扱 いやすくするという 努 力 がされてきた。しかし、このことは「ロボットに
扱 いやすい 作 業 」( 比 較 的 単 純 な 組 立 作 業 など)を「 環 境 を 整 備 する 余 裕 のある 作 業 現 場 」(すなわち、
大 量 生 産 で 環 境 整 備 を 担 当 できる 技 術 者 がいる 企 業 )でしかロボット 化 が 進 まない 理 由 となった。ロボ
ットも 低 価 格 化 が 進 み、 多 品 種 中 少 量 生 産 が 一 般 化 した 今 日 、 産 業 用 ロボットを 導 入 しやすくするため
には、ロボット 周 辺 の 条 件 整 備 のシステム 的 な 導 入 方 法 ・ 運 営 方 法 が 求 められることとなったのである。
以 上 の 状 況 から、 産 業 用 ロボット 分 野 のミッションを 次 のように 定 めた。
・ 産 業 用 ロボットの 市 場 拡 大 を 可 能 とする 技 術 検 討 :10 年 後 に1.1 兆 円 を 目 標 とし、 中 小 企 業 やロ
ボット 未 導 入 産 業 への 拡 大 を 図 る 方 法 論 を 検 討 する。
・ 研 究 開 発 の 効 果 が 高 い 問 題 の 設 定 : 産 業 用 ロボットに 関 する 課 題 にはここ20 年 以 上 継 続 的 に 解 決 を
求 められてきた 問 題 が 多 い。そのなかで、ここ10 年 間 の 技 術 的 発 展 に 支 えられて 解 決 可 能 となった
問 題 を 優 先 的 に 取 り 組 む。
次 に、 環 境 構 造 化 の 内 容 を 検 討 した。「 環 境 構 造 化 」は 移 動 ロボットについて 議 論 される 場 合 が 多 い。
床 固 定 のマニピュレータが 中 心 を 占 める 産 業 用 ロボットにおいて 環 境 の 定 義 を 再 構 成 した。 一 方 、 製 造
業 の 現 場 での 要 求 を 調 査 し、その 傾 向 を 解 析 した。ロボットの 応 用 分 野 は 広 いが、 産 業 的 に 要 求 の 高 い
組 立 作 業 を 中 心 に 検 討 した。 現 場 での 要 求 には、 環 境 構 造 化 の 考 え 方 で 解 決 できるものが 多 いことが 分
かり、 解 決 策 を 研 究 課 題 として 取 りまとめた。
(1) 産 業 用 ロボットにおける 環 境 構 造 化
ロボットからみて 環 境 とはロボットが 作 業 する 場 に 存 在 するものすべてである。 図 2.4.1-1に
示 すように、ロボット(Robot)に 対 して、 作 業 者 (Man)、 作 業 対 象 物 (Work)が 存 在 し、
加 えて、センサ(Sensor)も 外 部 に 置 かれることがあるので 環 境 に 含 まれる。すなわち、 環 境 の
構 造 化 とはこれら、R-M-E-W-S 間 の 相 互 の 接 続 を 使 いやすくなるように、システム 的 に 設 計 し、
最 終 的 には 標 準 化 することである。よって、 環 境 構 造 化 の 研 究 開 発 は、
環 境 構 造 化 の 研 究 開 発 : 環 境 を 構 造 化 することで、 環 境 を 理 解 容 易 にすること。 最 終 的 には、 環 境 をインフ
ラストラクチャとして、 深 い 知 識 なしに 利 用 可 能 とすることである。
産 業 用 では 作 業 者 、 作 業 対 象 物 、センサ、ならびに 他 のロボットも 含 めて 環 境 と 考 える。
と 定 義 することができる。 環 境 構 造 化 によって、ロボットの 知 能 化 が 容 易 になり、 高 度 な 技 術 者 が 居 な
くてもロボットの 導 入 が 可 能 となると 期 待 される。
このように 環 境 構 造 化 をインタフェースの 設 計 問 題 と 考 えれば、R-M-E-W-Sの 組 み 合 わせご
とに 表 2.4.1-1のように 課 題 を 定 義 することができる。
124

E Environment
S Sensor
R Robot
W Workpiece
M Man
E Environment
図 2.4.1-1 ロボットの 環 境 構 造 化 の 構 成 要 素
表 2.4.1-1 ロボットの 環 境 要 素 間 の 関 係
To
From
Robot • Cooperation
Man
Env
Work
Robot Man Env Work Sensor
• Teaching-by-showing
• Localization Assistance
• Information Assistance
• Env. Design for
Robot
• Handling Database
• DfAssemby
Sensor • Robot watching
―
• Safety
code
• DfAssembly
• worker
watching
• Map-buildi
ng
• Searching
125
―
• Co-Work
• Cooperation
• Robot-baseallocation
• Parameter
tuning
• Object identification
• Transportation/
conveying
―
• Multi-modal
sensor
• Plug-and-Pla
y
fu-
• Sensor
sion
表 2.4.1-1について 説 明 する。 第 1 行 第 2 列 (R-Mと 表 記 )はRobotからみたManへ
の 関 係 を 意 味 し、ロボットと 人 との 協 調 や 協 働 である。 協 調 ・ 協 働 は 相 互 対 等 の 関 係 とも 取 れるが、ロ
ボットに 組 み 込 むべき 技 術 として 表 記 してある。その 逆 の 関 係 である 第 2 行 第 1 列 (M-R)はMan
からみたRobotへの 関 係 を 意 味 し、ここでは 視 覚 教 示 を 示 した。(R-E)は 一 般 的 な 意 味 での「ロ
ボットのための 環 境 構 造 化 技 術 」となり、 典 型 的 な 研 究 開 発 技 術 はMap BuildingやSLA
M (Simultaneous Localization And Mapping)である。(E-W)は 部 品 の 搬 送 方 法 、ワークの 保 管 方 法 、
セッティング 方 法 を 意 味 し、Transportation/conveying や Fixturing がその 代 表 である。(M-M)や
(E-E)は 意 味 がない。また、 空 白 の 欄 については、 今 回 の 調 査 では 扱 わないこととした。
これら 多 くの 項 目 は、ロボットあるいはその 周 辺 機 器 に 関 する 設 計 改 善 が 必 要 となるので、 構 造 化 さ

れた 環 境 内 で 働 くロボットの 設 計 (Design for Robot on Environment)、あるいはロボットと 人 間 とが
協 働 できる 環 境 設 計 (Universal design for Human and Robots) と 呼 ぶべき 設 計 方 法 が 準 備 されるべき
であろうが、 問 題 が 大 きくなりすぎるので、 本 調 査 研 究 では 扱 わない。
(2) 製 造 現 場 からの 産 業 用 ロボットへの 要 求
本 分 野 では 産 業 用 ロボットの 使 用 現 場 で、どのような 要 求 が 存 在 するかを 調 査 した。 表 2.4.1-
2にその 結 果 をまとめる。
表 2.4.1-2 組 立 現 場 からの 要 求
分 類 問 題 / 課 題 用 途 例 ・ 対 応 など
ロボット 本 体
(1) 繰 り 返 し 位 置 決 め 精 度 が 出 ない。 特 に
回 転 座 標 系 ではアームの 位 置 により、ばら
つきが 大 きい。 補 間 する 手 段 として、ビジ
ョン 挿 入 や 倣 い 挿 入 などを 使 うが、 必 要 な
精 度 と 信 頼 性 を 求 めるとスピードが 遅 く、
高 速 組 立 に 向 かない。
(2) 回 転 座 標 系 ロボットの 直 線 補 間 精 度 が
十 分 でない。 精 度 保 証 するには、かなり 低
速 で 駆 動 させる 必 要 があり 実 用 的 でない。
(3)、 製 品 に 比 べて、ロボットサイズが 大
きい。そのため、 人 の 作 業 で 折 角 排 除 した
動 作 のムダを、ロボット 化 で 再 度 持 ち 込 む
ことになる。 特 に、 小 サイズ 製 品 を 組 立 る
時 のスペース 効 率 が 悪 い。より1コンパク
ト2 力 持 ち( 可 搬 重 量 大 )が 望 まれるロボ
ットの 姿 である。
(4)ロボットに 多 作 業 をさせようとする
と、6 軸 では 足 りない 場 合 がある。 軸 のモ
ジュール 化 などで、ユーザが 自 由 に 選 択 追
加 できる 軸 構 成 を 求 む。 移 動 軸 追 加 、ひね
り 軸 追 加 など。
(5)2 腕 協 調 作 業 をよりシンプルな 制 御
(プログラミング 命 令 を 含 む)で 高 速 に 実
現 したい。
(6)ティーチングの 簡 素 化 を 望 む。
(7)[ 将 来 ] 絶 対 位 置 決 め 精 度 をどこまで
求 めるか?
126
中 サイズ(プリンタなど)で±0.2mm、
小 サイズ(カメラ・ 携 帯 電 話 など)で±0.
05mm 程 度 の 再 現 性 必 要 。
長 軸 の 両 端 勘 合 挿 入 作 業 ・ 軌 跡 精 度 を 要 求
する 塗 布 作 業 などで 必 要 だが、ロボットの
挿 入 動 作 を 補 完 する 直 線 スライドガイド
など 補 助 治 具 を 用 意 し、カバーしている。
ロボットの 必 要 以 上 の 大 きさは、 動 作 のム
ダ(タクトロス)だけでなく、 前 後 工 程 と
の 間 の 搬 送 のムダや、 停 滞 ( 仕 掛 かり)の
ムダも 生 む。
必 要 な 場 合 は、 別 の 単 軸 との 組 合 せや 治 具
化 などで 対 応 し、 制 御 は 別 体 で 通 信 でカバ
ーしている。
ロボットの 作 業 を 従 来 の 搬 送 主 体 から、よ
り 付 加 価 値 の 高 い 作 業 ( 組 立 など)へ 大 き
くシフトさせたい。 従 来 のロボット 周 辺 治
具 でカバーしていた 作 業 をロボットアー
ム 自 身 の 軌 跡 で 実 現 させようとすると、2
腕 協 調 作 業 のニーズが 飛 躍 的 に 大 きくな
る。 周 辺 治 具 レス 化 は、ロボット 機 能 の 生
み 出 す 大 きな 価 値 (=トータル 設 備 コスト
削 減 、コンパクト 化 、 立 ち 上 げ 期 間 短 縮 な
ど)である。
現 状 、ダイレクトティーチングに 頼 ってお
り、 時 間 がかかる。(XY 平 面 マガジンで
は、3 位 置 を 教 示 して 他 点 は 計 算 で 求 める
ことも 試 みたが、ロボット・マガジンの 精
度 上 の 問 題 で 完 全 に 実 用 はできていな
い。)ビジョンセンサ・ 力 触 覚 センサなど
の 併 用 も 含 めて、 初 期 ティーチングの 簡 易
化 や 自 動 修 正 可 能 化 が 望 まれる。
特 に 多 品 種 少 量 生 産 をロボット 化 する 場
合 、 立 ち 上 げ 期 間 短 縮 が 大 命 題 である。 機
械 加 工 と 同 様 の、CAD~CAM 化 を 組 立 装 置
でも 求 めて 行 きたい。ロボット 単 体 の 課 題

ビ
ジ
ョ
ン
ハ
ン
ド
制
御
(1)ビジョン 位 置 決 めのより 高 速 処 理 を 望
む。
(2)ビジョン 装 置 のより 小 型 ・ローコスト
化 を 望 む。
(3) 人 の 作 業 能 力 に 合 った 外 観 判 断 センシ
ング 技 術 の 確 立 が 必 要 。 例 えば、 組 立 作 業
遂 行 に 必 要 な、 目 視 工 程 検 査 自 動 化 ができ
ないと、ロボットによる 連 続 jした 自 動 化
作 業 が 実 現 できない。
(4)ビジョン 判 定 アルゴリズム 適 用 プロセ
スに 沿 った 制 御 コマンド 体 系 とプログラ
ム 支 援 システムの 確 立 を 求 む。ロボットプ
ログラミングとも 一 体 化 し、より 簡 易 化 さ
れるのが 望 ましい。 現 状 は、 特 定 の 技 術 者
に 頼 り、 普 及 が 進 まぬ 一 因 になっている。
(5)2 次 元 ビジョンでは 不 足 の 場 面 があ
り、その 対 応 が 個 別 になっている。 個 々の
ニーズに 合 わせリーズナブルな 手 段 を 選
択 するが、 負 担 が 大 きい。3D ビジョンを
簡 易 に 実 現 する 標 準 的 な 手 段 (または 手
法 )の 提 供 が 望 まれる。
(1) 部 品 に 比 べてハンドが 大 きい・ 重 い。
アクチュエータ・ 構 造 材 料 から 見 直 した、
新 たなハンド 構 成 の 検 討 が 必 要 。ロボット
が 必 要 以 上 に 大 きいことの 一 因 となって
いる。
(2) 汎 用 性 がない。または、 汎 用 ハンドの
ベースとなる 基 台 や 考 え 方 がない。 特 に、
多 品 種 少 量 生 産 では 必 須 の 事 項 。
ではないが、ベースマシンであるロボット
とそれを 補 間 する 周 辺 の 役 割 ・ 機 能 を 明 ら
かにしていきたい。
人 の 組 立 作 業 に 比 べ 明 らかに 劣 っている
のが、 認 識 ~ 判 断 ~ 動 作 の 一 連 の 作 業 時 間
である。 現 在 は 遅 くてもペイできる 工 程
( 元 々 人 工 数 が 大 きいなど)にのみ 導 入 さ
れている。 周 辺 治 具 や 供 給 装 置 ( 高 精 度 整
列 のために 費 用 がかかっている)の 負 担
を、ビジョンで 軽 減 することが、ロボット
化 を 拡 大 する 大 きなキーである。そのため
には、「 速 くて」「 安 い」ビジョン 装 置 の
付 加 により、 人 と 同 等 以 上 の 作 業 能 力 をロ
ボットに 付 けたい。
キズやゴミなどをチェックして 次 の 部 品
を 組 付 けるような 作 業 工 程 では、 組 付 け~
目 視 検 査 ~ 組 付 け~ 目 視 検 査 ・・・と 連 続
する。
照 明 条 件 へのロバスト 性 、ワーク 表 面 性 ば
らつきへの 対 応 など 個 別 の 環 境 因 子 、キャ
リブレーション 方 法 などシステム 手 法 の
確 立 など 課 題 の 整 理 から 必 要 。
ビンピッキング 供 給 のみならず、トレイに
よる 分 離 供 給 でも 搬 送 中 のワークの 暴 れ
( 仕 切 りへの 乗 り 上 げ)への 対 応 などで 距
離 情 報 の 確 認 が 必 要 。 安 価 な 距 離 計 測 手 段
を 併 用 したい。
現 状 、 部 品 ごとに 個 別 の 対 応 。 新 機 軸 を 盛
り 込 む 研 究 進 まず、ロボット+ハンド 共 大
きい・ 重 い 状 態 から 脱 却 できない。
現 状 、 部 品 ごとに 個 別 の 対 応 。 新 機 軸 を 盛
り 込 む 研 究 が 進 まない。マルチ 化 ( 大 き
さ・ 重 さ 増 大 )やフィンガーチェンジ(ム
ダな 時 間 増 大 )で 対 応 するも、 決 定 打 にな
っていない。
(1) 機 器 間 の 接 続 性 の 確 保 について。 個 別
対 応 でどのような 機 器 でも 相 互 接 続 は 理
論 上 可 能 だが、 最 小 の 負 担 で 各 機 器 の 持 っ
現 状 は、マルチベンダーに 個 別 に 対 応 。
ている 特 性 を 最 大 に 引 き 出 せる 仕 組 みの
(DI/DO・RS 通 信 から EtherNET まで、 工
構 築 は 必 要 。エンドユーザが 意 識 しないで
場 間 ・ 設 備 間 でばらばらの 実 態 )
各 機 器 と 通 信 が 可 能 なコマンド 体 系 ・それ
を 支 えるインタフェース(ハード・ソフト)
の 整 備 が 望 まれる。
(2) 制 御 ソフト 体 系 の 再 利 用 可 能 化 につい
て。 多 品 種 少 量 に 加 えて 短 ライフ 製 品 の 自
動 化 が 求 められ、 多 作 業 化 でより 複 雑 な 工
程 を、 短 期 に 立 ち 上 げることが 必 須 であ
る。ソフトの 生 産 性 と 信 頼 性 向 上 のため
に、 作 業 工 程 のモジュール 化 と 併 せてソフ
ト 体 系 のモジュール 化 ・ 標 準 化 が 望 まれ
る。
現 状 は、 個 別 に 対 応 。 機 器 制 御 ・ステーシ
ョン 制 御 ・ライン 制 御 の 階 層 を 踏 まえた 全
体 像 から、 制 御 ソフト 体 系 の 標 準 化 の 検 討
が 必 要 。
127

人
( 保 全 )
( 安 全 )
(1)ロボットの 稼 働 率 は、そのオペレータ
の 能 力 に 大 きく 左 右 されることが 多 い。オ
ペレータの 教 育 ・ 訓 練 ももちろんだが、ロ
ボットを 含 めた 装 置 の 操 作 性 の 向 上 を、シ
ステムの 能 力 発 揮 と 人 間 工 学 の 視 点 から
整 備 構 築 し、 誰 でも 簡 単 に 操 作 できる 設 備
を 目 指 したい。 不 良 品 をつくらない・ 人 の
安 全 性 を 重 視 する 視 点 からも 重 要 。
オペレータトレーニングをその 体 系 化 含
めて 事 前 に 実 施 。 現 状 、 装 置 の 操 作 性 は 統
一 されているとは 言 えないため、 教 育 も 個
別 に 対 応 が 必 要 。
(2) 人 (オペレータ・ 管 理 者 )に 装 置 状 態
を 通 知 する 方 法 が 整 備 されていない。 装 置
が 知 っている 詳 細 のエラー 事 象 ( 予 知 事 象
を 含 む)を、いかに 速 く 顕 在 化 させるかが、 オペレータの 経 験 に 頼 って、 装 置 の 状 態 を
システム 信 頼 性 ・ 生 産 性 アップのキーを 握 把 握 しているのが 現 状 である。
る。ステップごとに 装 置 内 で 分 かっている
事 実 をいかに 設 備 稼 働 ・ 設 備 保 全 につなげ
るか、その 仕 組 みを 求 めたい。
(3) 安 全 カバー・ 安 全 センサなどの 設 置 基
準 とそれに 合 わせた 仕 組 み・ 手 段 の 標 準 化
が 必 要 。 装 置 の 操 作 性 を 含 めて、トータル
の 視 点 で 人 と 機 械 の 融 合 の 検 討 を 求 めた
い。
現 状 は 個 別 に 対 応 。より 安 全 を 求 めて 工 夫
し、 方 法 は 統 一 できていない。
製 造 現 場 からの 要 求 をK-J 法 で 解 析 し、 取 りまとめた 結 果 、 要 求 として1 小 型 化 ・ 高 機 能 化 、2 不
足 機 能 強 化 、3 再 構 成 可 能 化 、4マンマシンインタフェースの 強 化 、の 4 点 が 挙 がり、それらは 対 象 別
に、 (R)ロボット 本 体 、(S)センサ、 特 に 画 像 処 理 系 、ならびに(A)システム 全 体 の 設 計 、と 分 類 可
能 であることが 分 かった。このことはすなわち 表 2.4.1-2に 述 べたロボットシステムの 要 素 に 対
する 要 求 を 意 味 する。そこで、 表 2.4.1-2を 組 み 替 え、 表 2.4.1-3に 示 すように、 対 象 と
それに 対 する 要 求 として 取 りまとめた。ただし、「ローコスト 化 」は 除 外 した。
表 2.4.1-3 ロボットの 要 素 とそれに 対 する 要 求
モノの 分 類
ロボット
ビジョン
システム
本 体
ハンド
要 求 の 分 類
小 型 化 ・ 高 機 能 化 不 足 機 能 強 化 再 構 成 可 能 化
• ロボット 小 型 化
• ハンドの 小 型 軽 量
化
• 視 覚 装 置 の 小 型 化
• 直 線 精 度 向 上
• 繰 り 返 し 精 度 向 上
• 絶 対 精 度 向 上
• 双 腕 協 調
• 汎 用 ハンド
• 視 覚 利 用 時 の 高 速
位 置 決 め
• 3D ビジョン
• 視 覚 外 観 チェック
• 容 易 な 軸 追 加
• ティーチング 簡
素 化
• 汎 用 ハンド
• 視 覚 のプログラ
ム 容 易 化
• 制 御 ソフトの 再
利 用
• 機 器 間 の 接 続 性
マンマシンインタフェース 特 性 強
化
• 操 作 性 向 上
• 装 置 状 態 の 通 知
• ティーチング 簡 素
化
• 視 覚 のプログラム
容 易 化
• 安 全 のための 人 ・
機 械 融 合
• オペレータの 教
育 ・ 訓 練
(3) 製 造 現 場 からの 産 業 用 ロボットへの 要 求
現 場 からの 要 求 が 整 理 されたので、 表 2.4.1-3の 要 求 を「 環 境 構 造 化 」の 視 点 から 解 決 策 を 探
す。 結 果 を 表 2.4.1-4に 示 す。たとえば、「ロボット 本 体 の 小 型 化 」は「ロボットに 組 込 む 機 能
128

を 環 境 に 分 散 的 に 組 込 むことで、 同 一 機 能 を 達 成 するロボット 本 体 を 小 型 化 できる 可 能 性 が 高 くなる」
と 考 え、「 環 境 機 能 分 担 による 投 資 の 削 減 」を 解 決 策 に 選 んだ。「ハンドの 小 型 軽 量 化 」は 本 来 、 軽 量 材
料 の 使 用 、 高 機 能 アクチュエータの 開 発 、 高 率 ギアの 開 発 、アクチュエータの 分 散 配 置 、などが 挙 げら
れるが、 環 境 構 造 化 の 視 点 からは、「 対 象 物 に 適 合 した 最 軽 量 グリッパを 採 用 したハンドを 設 計 する 方
法 論 の 準 備 」と 考 え、「ハンド 利 用 支 援 +そのデータベース」ならびに「 掴 み 機 構 データベース」を 挙
げた。ビジョンシステムに 対 する 再 構 成 可 能 化 とマンマシンインタフェース 特 性 強 化 の 要 求 に 対 しては
ともに「 視 覚 のプログラム 容 易 化 」であり、それは 画 像 処 理 系 の 知 能 化 のみならず、CADの 利 用 、シ
ミュレータの 開 発 、 視 覚 対 象 教 示 作 業 の 簡 易 化 を 含 む。それゆえ、 多 数 ある 研 究 開 発 項 目 の 中 からいか
なる 具 体 的 開 発 対 象 を 選 択 するかはより 細 かな 検 討 が 必 要 となる。
このような 解 決 策 の 探 索 は、 要 求 に 対 する 直 接 的 な 効 果 が 小 さい 場 合 もあるが、ロボットシステム 全
体 ならびにロボット 産 業 全 体 の 進 展 を 考 慮 すると 適 切 な 方 向 であるといえる。これもモジュール 化 と 環
境 構 造 化 という 共 通 目 標 を 設 定 した 結 果 である。
これら 多 数 の 研 究 開 発 目 標 の 中 から 委 員 会 内 での 議 論 に 従 い、9つの 例 についてその 内 容 を 詳 細 に 検
討 した。
表 2.4.1-4 ロボットの 要 素 に 対 する 要 求 とその 解 決 策
要 求 の 分 類
小 型 化 ・ 高 機 能 化 不 足 機 能 強 化 再 構 成 可 能 化 マンマシンインタフェース 強 化
モノの 分 類
ロボット
本 体
ハンド
ビジョン
システム
• 環 境 機 能 分 担 に
よる 投 資 の 削 減
• ハンド 利 用 支 援
+データベース
• 汎 用 掴 み 機 構
• 視 覚 装 置 の 高 機
能 化
• 環 境 =インフラ
ストラクチャ 化
• 環 境 埋 め 込 み 制 御
機 能 、 測 定 対 象
• 利 用 支 援
• エンドエフェクタ
制 御 動 作 環 境 の 充
実
• 視 覚 利 用 の 高 速 位
置
決 め 支 援 環 境 設 計
• 安 全 のための 作 業
者 の 動 作 計 測 ・ 予 測
• ロボット・ 環 境 配 置
設 計
• 物 流 インタフェー
ス 支 援
• 環 境 支 援 ティー
チ ン グ+デ ータ
ベース
• 環 境 支 援 位 置 姿
勢 測 定
• 汎 用 掴 み 機 構
• 機 器 間 の 環 境 経
由
接 続 性
• 安 全 ・ 安 心 技 術
• データベース
• 掴 み 機 構 データベ
ース
• 視 覚 プログラム
支 援 のデ ータベ ー
ス
• DfVision: ビジョン
センサ 用 の 設 計
• ポカミス 防 止 のた
めの 環 境 構 造 化
• 安 全 のための 作 業
者 の 動 作 計 測 ・ 予 測
• 安 全 機 器 の 環 境 埋
込
データベース
• オペレータ 用 環 境
利 用 教 育
• 教 示 自 動 化 のため
の 情 報 埋 め 込 み
表 中 、 太 字 ・イタリック 表 記 の 項 目 は 本 報 告 書 で 検 討 を 加 えた 解 決 策
129

2.4.2 作 業 構 築 を 中 心 とする 環 境 構 造 化
(1) 汎 用 つかみ 機 構 の 開 発
1)ユーザの 選 定
産 業 用 ロボットを 用 いて、 組 立 、 搬 送 を 行 う 製 造 現 場 において、 実 際 にワークと 接 するハンドは、 製
品 品 質 、 生 産 性 に 大 きく 寄 与 する 因 子 のひとつである。 取 り 扱 い 対 象 部 品 の 形 状 や 重 心 位 置 に 対 して、
位 置 精 度 、 姿 勢 精 度 が 高 く、 加 減 速 時 にも 安 定 した 姿 を 保 つ 掴 み 特 性 を 示 すハンドを 設 計 することは 容
易 ではない。そのため、 取 り 扱 う 部 品 及 び 製 品 によってハンドの 種 類 も 多 種 多 様 となり、ハンド 設 計 に
は 経 験 とノウハウが 必 要 となる。ここで 想 定 する 真 のユーザは、 中 小 企 業 などでロボットを 利 用 する 経
営 者 であり、 直 接 のユーザならびに 設 計 者 はそのハンド 設 計 を 行 う 生 産 技 術 者 である。
2)システム 構 成
製 造 現 場 では 作 業 内 容 、 作 業 対 象 部 品 によってそれらに 合 ったハンドを 使 用 する 必 要 がある。しかし
ながら、 多 品 種 を 扱 う 製 造 現 場 では、それらに 合 った 専 用 ハンドを 用 いると、ハンドの 数 が 増 え、 費 用
がかさむ、また、 作 業 及 び 部 品 によってハンドの 取 替 えの 手 間 がかかる 等 の 負 担 が 発 生 する。そのため、
使 用 できる 作 業 及 び 部 品 が 多 い 多 指 ハンドタイプの 汎 用 ハンドが 有 効 となる。
一 般 に 多 指 ハンドユニットを 設 計 ・ 製 作 するためには、 高 度 な 機 械 設 計 技 術 が 必 要 となるが、 容 易 に
多 指 ハンドユニットが 構 成 できるようなアクチュエータ 構 造 とすることができれば、 多 指 ハンドの 設
計 ・ 製 作 が 容 易 になる。そこで、ここでは、アクチュエータを 用 いた 構 成 のハンドシステムについて 説
明 を 行 う。
図 2.4.1-1にアクチュエータを 用 いたハンドのイメージ 図 、 図 2.4.1-2にそのシステム
ブロック 図 を 示 す。 図 のハンドは3 指 で 構 成 、1 指 を3 軸 のアクチュエータで 構 成 、サーボアンプをハ
ンド 上 に 装 備 し、ハンドユニットとしてまとめたものである。
アクチュエータ
サーボアンプ
図 2.4.2-1 ハンドイメージ 図
130

多 指 ハンドユニット
上 位
コントローラ
高 速
シリアル 通 信
3 軸 まとめ
モータ 用
エンコーダ 用
アクチュエータ
サーボモジュール
アクチュエータ
電 源
DC24V
アクチュエータ
固 定 側
ロボットアーム 先 端
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
図 2.4.2-2 システムブロック 図
上 記 のシステムを 実 現 するために 必 要 な、 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 として、ハンドの 設 計 に
必 要 な 要 件 をまとめる。
設 計 上 の 条 件 としては、 作 業 内 容 に 起 因 する 条 件 、ワークに 起 因 する 条 件 、 設 備 構 造 に 起 因 する 条 件
がある。これらの 条 件 をもとに、アクチュエータ、リンク、つめのデータベースより、それぞれを 選 択
し、ハンド 構 成 を 決 定 する。 以 下 にその 項 目 と 流 れを 述 べる。
入 力 条 件
作 業 内 容 条 件
入 力 条 件 より、 準 備 された
部 品 を 組 み 合 わせてハン
ドを 構 成
ワーク 条 件
部 品 DB
設 備 構 造 条 件 アクチュエータ DB リンク DB
つめ DB
図 2.4.2-3 ハンド 機 構 設 計 システム
1 入 力 条 件
a. 作 業 内 容 に 起 因 する 条 件
作 業 内 容 により、ハンドに 求 められる 要 件 が 異 なる。ピッキング、 搬 送 等 は、 対 象 ワークを 掴 むこと
が 主 だが、 組 立 作 業 を 行 う 場 合 、 対 象 ワークの 把 持 の 他 に、ワーク 持 ち 替 え、 使 用 治 具 、 工 具 の 把 持
等 多 様 なものをつかめる 構 造 とする 必 要 がある。また、タクトタイムにより、ハンド 開 閉 速 度 を 決 定
する。
131

. ワークに 起 因 する 条 件
把 持 対 象 のワーク 形 状 、「 大 きさ、 形 状 、 重 さ、 重 心 位 置 、 掴 み 位 置 、 素 材 ( 柔 らかさ 等 )」により、
ハンドの 大 きさ、リンク 長 さ、つめ 形 状 、アクチュエータのトルク 等 を 決 定 する。
c. 設 備 構 造 から 発 生 する 条 件
取 り 出 すワークが 置 かれている 状 態 「、、< 整 列 、 仕 切 り、ランダ
ム>、< 棚 、コンベア、 部 品 セット 台 >」によって、ワークの 掴 み 方 、 他 への 干 渉 等 を 考 慮 する 必 要
がある。
2 部 品 DB
a. アクチュエータDB
アクチュエータ: 大 きさ、トルク、 速 度 よりアクチュエータを 選 択
b. リンクDB
リンク: 長 さ、 形 状 、 材 質 を 選 択
c. つめDB
つめ: 長 さ、 形 状 、 材 質 を 選 択
上 記 条 件 と 部 品 DBより、 指 の 本 数 、 関 節 の 数 、リンク、つめ、アクチュエータの 選 定 を 行 い、ハン
ド 構 成 を 決 定 する。
(2) 掴 み 機 構 データベースの 構 築
1)ユーザの 選 定
ロボット 利 用 での 最 大 の 問 題 はロボットの 機 械 的 インタフェースであるハンドの 汎 用 性 が 低 いこと
である。 上 述 の「 汎 用 掴 み 機 構 」は、3 本 指 という 人 間 に 近 い 構 造 とその 利 用 方 法 を 開 発 することを 目
指 した。 産 業 用 組 立 の 多 くは2 本 指 など 簡 単 な 機 構 を 使 い、 掴 み 対 象 に 適 合 したつかみ 位 置 、 掴 み 方 、
放 し 方 をしたほうが、 安 定 性 ・ 作 業 性 ・ 速 度 ・コストの 点 で 優 れている。しかし、 形 状 や 重 心 配 置 によ
って 組 み 合 わせが 多 いいため、 掴 み 機 構 の 設 計 は 勘 と 経 験 を 必 要 とする 難 しい 作 業 になり、 結 果 的 に、
中 小 企 業 のロボット 導 入 を 妨 げる 理 由 となっている。
そこで、このデータベースは、 中 小 企 業 でのロボット 導 入 担 当 者 (すなわち、 一 般 の 作 業 者 )が 簡 単
に 扱 えることを 目 標 とする。
2)システム 構 成
機 械 設 計 用 パソコンCADで 利 用 可 能 な 指 形 状 のデータベースを 構 築 し、CADで 利 用 可 能 とする。
指 の 形 状 を 探 し 出 すだけでは 不 十 分 であり、 掴 んだ 部 品 を 運 んだときにどのような 動 き(すべる、 回
転 する)か、あるいは 指 を90 度 回 転 した 場 合 に 挿 入 作 業 に 適 するか、といった 細 かなチェックが 容 易
にできることが 求 められる。よって、システムは 図 2.4.2-4に 示 すように、いくつかのデータベ
ースとシミュレータからなる。
132

掴 み 機 構 設 計 用 CAD
汎 用 ロボット 動 作
シミュレータ
部 品 供 給 装 置
データベース
掴 み 動 作
シミュレータ
掴 み 形 状 設 計
データベース
掴 み 性 能 シミュレータ
( 掴 み 姿 、 安 定 性 など)
掴 み 対 象
データベース
指 形 状
データベース
駆 動 系 接 続
データベース
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
図 2.4.2-4 掴 み 機 構 データベースのシステム 構 造
このようなデータベースの 必 要 性 をテーブルの 片 付 け 作 業 で 考 察 してみよう。
図 2.4.2-5 テーブルの 片 付 け
テーブルの 片 付 けは 家 庭 用 サービスロボットとしての 要 求 であるが、 産 業 用 ロボットとほぼ 同 様 の 掴
み 機 構 を 必 要 とする。グラスを 把 持 するには 指 にやわらかい 表 面 が 必 要 であろう。 皿 を 掴 むには、 指 が
テーブル 上 面 に 沿 って 皿 の 側 面 から 近 づく 必 要 があり、そのような 動 作 ができる 機 構 が 必 要 である。ポ
ット 状 の 深 さのある 掴 み 対 象 ではどの 位 置 で 掴 むかが 安 定 的 な 把 持 の 必 須 条 件 である。コーヒーカップ
を2 本 指 で 持 ち 上 げるには、 大 きな 指 を 使 うか、まったく 別 の 保 持 方 法 を 準 備 しなければならない。ナ
イフやフォークは 工 業 製 品 だが 形 状 が 不 定 形 でかつテーブル 面 からつまみあげる 必 要 がある。
このような 事 例 を 検 討 するだけで 対 象 物 に 適 した 掴 み 機 構 の 選 択 が 困 難 であることが 容 易 に 理 解 さ
れる。
以 上 のことからシステムに 対 する 要 求 仕 様 をまとめる。
・ 対 象 物 を 高 精 度 ・ 短 時 間 ・ 安 定 的 に 把 持 し、 搬 送 する 掴 み 機 構 の 設 計 事 例 集 と、その 性 能 評 価 システ
ムの 開 発 。
・ 掴 み 機 構 (Gripper)と、 部 品 確 認 機 構 (Sensor、 視 覚 センサ、 触 覚 センサ、 掴 みセンサ
などの 総 称 )、 部 品 供 給 機 構 ( 部 品 供 給 装 置 、 掴 み 直 し 機 構 など)、 組 立 動 作 ( 部 品 掴 み 方 法 、 組 付 け
方 法 )の4 者 の 組 み 合 わせで、データベースを 構 築 する。
・ 掴 み 動 作 中 の 配 管 の 具 合 、 手 首 に 設 置 されたカメラやタレット 型 掴 み 機 構 の 影 響 、 部 品 供 給 荷 姿 への
対 応 , 掴 みなおし 方 法 や 仮 置 き 方 法 など、ロボット 作 業 時 に 必 要 とされる 部 品 操 作 方 法 も 設 計 可 能 で
あること。
・ 安 定 性 , 作 業 時 間 などの 評 価 が 定 量 的 に 示 され、シミュレータによる 評 価 方 法 が 組 み 込 まれているこ
133

と。
(3)エンドエフェクタ 制 御 動 作 環 境 の 充 実
1)ユーザの 選 定
今 後 の 工 場 自 動 化 の 方 向 は、ロボット 制 御 セル 生 産 にある。 製 品 の 変 更 、 生 産 量 の 変 更 に 迅 速 、かつ
経 済 的 にも 妥 当 に 対 処 できる 完 全 無 人 化 セル 型 生 産 システムの 課 題 は 多 い。ここではこのようなロボッ
ト 制 御 セル 生 産 のユーザを 対 象 とする。
ロボットを 用 いたセルシステムの 場 合 、 製 品 の 変 更 、 生 産 量 の 変 更 に 迅 速 に 行 うためオートツールチ
ェンジャ(A・T・C)にて 自 動 的 にツール(エンドエフェクタ)を 交 換 することが 多 い。また、より
効 率 的 ( 経 済 的 )に 組 立 作 業 を 行 うために、 図 2.4.2-6のような 手 先 をたくさん 持 てる 千 手 観 音
モデルを 用 いることが 有 効 であると 考 えられる。 課 題 としては、 千 手 観 音 モデルの 信 号 ・ 動 力 伝 達 用 の
配 管 ・ 配 線 系 が 複 雑 にもつれ 込 み、 動 作 によっては 障 害 になる。また、 断 線 等 によりシステムの 停 止 、
故 障 の 原 因 になっている。
配 線 ・ 配 管
2)システム 構 成
図 2.4.2-6 エンドエフェクタにおける 配 線 ・ 配 管 問 題
さて、エンドエフェクタは、ロボット 本 体 から 見 れば 一 種 の「 環 境 」と 捉 えることができる。 図 2.
4.2-7のように 多 種 ・ 多 様 なエンドエフェクタを 用 いる 場 合 に、ユーザが 配 線 ・ 配 管 の 問 題 に 煩 わ
されることなく、 自 由 にエンドエフェクタを 利 用 できることは 極 めて 有 用 である。そのためには、いわ
ばエンドエフェクタの 構 造 化 が 必 要 である。
構 造 化 は、
・「グリッパあるいはフィンガ 部 分 」と「 指 駆 動 系 」との 接 続
・「 指 駆 動 系 」と「 手 首 」との 接 続
・ 動 力 系 接 続
・ 配 線 系 接 続 ・ 制 御 系 接 続
・ 配 管 系 接 続
それぞれに 対 して、 規 格 化 が 求 められる。 特 に、 千 手 観 音 のようなタレット 形 の 指 の 場 合 、 開 閉 寸 法
を 必 要 最 小 限 にとめるなど、 複 数 の 指 を 搭 載 するための 規 格 も 必 要 となる。
134

信 号 ・ 動 力
の 伝 達
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
図 2.4.2-7 千 手 観 音 モデルにおける 信 号 ・ 動 力 の 伝 達
・ 省 配 線 技 術
エンドエフェクタ 周 りの 配 線 を、オープンな 標 準 規 格 に 対 応 させることにより、 省 配 線 化 を 進 めるこ
とが 考 えられる。また、 高 速 シリアル 通 信 技 術 の 利 用 により 信 号 線 の 数 を 減 らすことも 有 用 である。
・ 省 配 管 技 術
エアー 周 りの 省 配 管 のために、 超 小 型 バルブの 開 発 が 求 められる。
・ 無 配 線 ・ 無 配 管 技 術
配 線 ・ 配 管 があると、その 手 間 もさることながら、 可 動 部 の 制 限 あるいは 可 動 領 域 の 制 限 をもたらす
ことが 大 きな 問 題 である。それゆえ、 無 配 線 、 無 配 管 技 術 は、 産 業 用 にとどまらず 適 用 範 囲 がひろい
技 術 である。 赤 外 線 通 信 、Bluetooth 等 の 採 用 により、 制 御 を 無 線 化 することも 可 能 となっ
ている。この 場 合 、 信 頼 性 が 最 大 のネックであるが、その 問 題 もほぼ 解 決 されている。
電 磁 誘 導 方 式 等 による 電 力 伝 達 により、バッテリーチャージの 無 線 化 が 可 能 となっているが、バッテ
リ 重 量 がグリッパの 場 合 には 問 題 点 となる。バッテリなしの 動 力 の 無 線 化 が 考 えられる。
・エアー 機 器 の 削 減
エアー 機 器 はエネルギーロスが 大 きく、 環 境 面 においてこれからの 時 代 に 他 のアクチェータへの 切 り
替 えが 必 要 と 考 えられているが、 安 価 で 小 型 なリニアモータ 駆 動 のグリッパアクチェータ 等 の 開 発 に
よりエアー 機 器 を 極 力 減 らすことができるとともに、より 知 能 化 した 汎 用 性 の 広 いエンドエフェクタ
へ 進 化 できると 考 えられる。
(4)ロボット・ 環 境 配 置 設 計
1)ユーザの 選 定
現 状 では、ロボットを 用 いた 設 備 構 築 には、 企 画 、 設 計 、 設 備 準 備 担 当 者 が 参 画 している。 企 画 担 当
は 設 備 に 求 められる 要 件 と 設 備 仕 様 を 定 義 する 者 、 設 計 担 当 とは 与 えられた 設 備 要 件 、 仕 様 を 基 に 設 備
の 実 現 可 能 な 構 成 を 決 定 し、 詳 細 な 設 備 設 計 を 行 う 者 、 設 備 準 備 担 当 者 とは、 与 えられた 設 備 設 計 結 果
を 基 に、ロボットの 動 作 経 路 や 設 備 の 詳 細 シーケンスを 定 義 し、 実 機 のロボット 教 示 データやシーケン
スデータを 準 備 する 者 をいう。
「 環 境 構 造 化 」 実 現 後 のロボット・ 配 置 設 計 のユーザとしては、 構 造 化 の 方 法 論 に 基 づく 新 技 術 を 活
用 し、 設 備 企 画 から 設 備 設 計 、 準 備 までを 一 貫 して 実 施 できる 設 備 導 入 企 画 者 と 定 義 する。
2)システム 構 成
ロボット・ 環 境 配 置 設 計 の 流 れと、 配 置 設 計 を 支 援 するシステムの 要 件 と 構 成 について 述 べる。
図 2.4.2-8に 示 すように、ロボット・ 環 境 配 置 設 計 の 流 れは 大 きく、 製 品 CADデータ 及 び 部
135

品 構 成 情 報 の 取 り 込 み、 作 業 及 び 作 業 順 序 の 定 義 、 機 器 構 成 及 び 機 器 配 置 の 指 定 、 作 業 及 び 設 備 問 題 点
検 出 、 設 備 スループット 評 価 、 自 動 化 機 器 動 作 データの 生 成 に 分 けられる。
配 置 設 計 においては、 把 持 、 移 動 、 部 品 挿 入 、 締 結 、 仕 上 げなどの 作 業 と 工 具 の 問 題 点 検 出 、センサ
の 問 題 点 検 出 、ロボットをはじめとした 自 動 化 機 器 の 到 達 性 、 装 置 間 の 干 渉 、サイクルタイム、および
設 備 全 体 のスループットの 評 価 、 装 置 内 で 作 業 をする 人 間 の 安 全 性 の 評 価 などが 行 われる。こうした 評
価 は 極 めて 多 岐 にわたる 上 、 設 計 における 各 指 定 項 目 は 相 互 に 影 響 を 及 ぼすため、 現 状 では 設 計 検 討 は
きわめて 繰 り 返 しの 多 いプロセスとなっている。
今 後 、 組 み 立 て 自 動 化 の 拡 大 に 伴 い、こうしたエンジニアリング 工 数 は 莫 大 なものになると 考 えられ
る 為 、 環 境 構 造 化 手 法 により、 作 業 順 序 、 機 器 構 成 、ロボット 経 路 などを 標 準 化 すること、そしてそれ
に 基 き、 配 置 支 援 システムが 構 築 することが 不 可 欠 であると 考 えられる。 図 2.4.2-9にこうした
支 援 システムの 基 本 構 成 を 示 す。 環 境 構 造 化 実 現 後 は、 配 置 設 計 が 容 易 化 され、 図 2.4.2-10に
示 すような、ストレートフォワードな 業 務 フローに 変 革 できると 考 えられる。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
上 記 、 支 援 システムを 構 築 する 上 で 解 決 すべく 知 能 化 技 術 については 以 下 のものがあげられる。
環 境 構 造 化 に 関 するものでは、 用 途 別 作 業 別 の1 環 境 即 ち 機 器 構 成 及 び 配 置 の 標 準 化 、2 作 業 、 作 業
順 序 の 標 準 化 、3 自 動 化 機 器 経 路 の 標 準 化 技 術 が 求 められる。
環 境 構 造 化 を 利 用 した 配 置 支 援 システムに 関 するものとしては、1 最 適 な 標 準 の 自 動 選 定 に 関 する 技
術 、3 動 的 に 変 化 する 環 境 下 でのロボットや 自 動 化 機 器 の 経 路 自 動 生 成 、 人 間 の 自 然 な 作 業 姿 勢 を 容 易
に 生 成 する 技 術 、3ケーブル、ホース、 布 材 など、 柔 軟 変 形 物 の 挙 動 を 高 速 高 精 度 に 再 現 する 技 術 など
が 課 題 となる。
製 品 CAD
データ 及 び
部 品 構 成
情 報 の
取 り 込 み
作 業 及 び
工 順 の 定 義
機 器 構 成
及 び
機 器 配 置 の
指 定
・ 作 業 、 設 備 工 具
問 題 点 評 価
・ 人 の 作 業 性 評 価
・ 人 、 自 動 化 機 器
動 作 経 路 定 義
・ 設 備 動 的 問 題 点
とスループット 評 価
判 断
自 動 化 機 器
動 作 データ
生 成
ロボット 教 示
データ
シーケンスデータ
等
図 2.4.2-8 現 状 の 配 置 設 計 フロー
製 品
CADデータ
BOM
取 り 込 み
モジュール
作 業 、 工 順
定 義
モジュール
機 器 構 成 、
配 置
モジュール
作 業 、 機 器
静 的 問 題 点
評 価
モジュール
自 動 化 機 器
動 作 データ
生 成
モジュール
製 品 CAD
データ・
BOM
用 途 作 業 別
工 順 、 作 業
DB
用 途 作 業 別
機 器 構 成
DB
用 途 作 業 別
経 路
DB
自 動 化 機 器
動 作 データ
シーケンスデータ
図 2.4.2-9 配 置 支 援 システムの 構 成
136

製 品 CAD
データ 及 び
部 品 構 成
情 報 の
取 り 込 み
作 業 及 び
工 順 の 定 義
機 器 構 成
及 び
機 器 配 置 の
指 定
・ 作 業 、 設 備 工 具
問 題 点 評 価
・ 人 の 作 業 性 評 価
・ 人 、 自 動 化 機 器
動 作 経 路 定 義
・ 設 備 動 的 問 題 点
とスループット 評 価
確 認
自 動 化 機 器
動 作 データ
生 成
ロボット 教 示
データ
シーケンスデータ
等
(5) 教 示 自 動 化 のための 情 報 埋 め 込 み
1)ユーザの 選 定
図 2.4.2-10 環 境 構 造 化 後 の 配 置 設 計 フロー
産 業 用 ロボットは「 教 示 」により 作 業 内 容 を 変 更 できるので、 様 々な 製 造 現 場 、 様 々な 工 程 で 使 われ
ている。 例 えば 部 品 の 供 給 、 組 立 て、 検 査 、パレットへの 箱 詰 めなどの 多 様 な 作 業 であっても、 同 じ 型
式 のロボットを 用 い、そのハンドと 教 示 (プログラム)を 変 更 することで 対 応 できる。 更 にモデルチェ
ンジなどで 製 品 に 変 化 があっても、 教 示 の 変 更 で 作 業 内 容 をかえることができるという 特 徴 により、 多
世 代 への 対 応 が 可 能 である。
すなわちロボットを 用 いることにより、ユーザーニーズにマッチした 専 用 の 多 世 代 製 造 ラインを、 量
産 品 のコストと 信 頼 性 で 実 現 できる。
このロボットの 大 きな 特 徴 を 支 える「 教 示 」は 高 度 な 技 能 を 持 つ 作 業 者 が 細 心 の 注 意 を 払 い、 経 験 と
カンコツを 駆 使 して 行 うというのが 現 状 である。この 教 示 作 業 者 の 技 量 で、ロボットを 用 いた 設 備 の 良
し 悪 しが 決 まるといっても 過 言 ではない。この 教 示 作 業 のレベルアップと、 教 示 に 要 する 時 間 を 短 縮 す
ることが 大 きな 課 題 である。
本 技 術 では、ロボットを 用 いた 設 備 を 設 計 製 作 する 人 あるいは 会 社 をユーザとして 選 定 し、 教 示 作 業
のレベルアップと 時 間 短 縮 を 図 り、 最 終 的 には 自 動 化 することを 目 標 とする。 上 記 を 実 現 するステップ
として、ここでは 組 立 工 程 を 例 にとり、 次 のように 目 標 を 定 める。
・ステップ1
人 手 での 教 示 作 業 を 基 本 とする。 但 しロボットの 設 置 された 環 境 からの 情 報 を 取 得 することにより、
不 用 意 にロボットを 動 作 させて、 設 備 とロボットを 衝 突 させるなどの 事 故 防 止 を 行 う。これにより 初 心
者 にも 安 心 してロボットの 教 示 を 任 せることができると 共 に、 熟 練 者 にとっても 作 業 のストレスが 低 減
でき、 教 示 に 要 する 時 間 が 短 縮 できる。
・ステップ2
部 品 のピックアップ、 組 立 てなど 精 度 やノウハウを 要 する 部 分 の 教 示 は 人 手 で 行 うが、 途 中 の 動 作 経
路 の 生 成 を 自 動 化 する。ロボットの 置 かれた 環 境 データを 用 いて、 設 備 などとの 干 渉 を 避 けつつ 最 も 合
理 的 な 経 路 を 自 動 生 成 することでロボットの 動 作 を 最 適 化 し、 教 示 作 業 のレベルアップができると 共 に、
教 示 に 要 する 時 間 が 短 縮 できる。
・ステップ3
部 品 のピックアップ、 組 立 てなど、 精 度 やノウハウを 要 する 部 分 の 教 示 も 自 動 化 を 図 る。まずは 作 業
が 単 純 で 簡 単 なピック&プレイスを 例 題 として 取 り 組 むが、これを 一 般 化 し、 実 際 の 工 程 に 導 入 するた
めには、 環 境 の 構 造 化 だけでなく、 作 業 ノウハウの 獲 得 とその 教 示 など、 他 の 課 題 解 決 とあわせて 取 り
組 む 必 要 がある。
137

2)システム 構 成
システム 構 成 を 図 2.4.2-11に 示 す。ロボットの 周 りには、 様 々な 機 器 が 配 置 されている。こ
の 例 では、 部 品 供 給 のパレットやパーツフィーダ、 部 品 を 組 立 てるための 加 工 機 、 組 立 てステーション
や 搬 送 コンベアなどである。
本 システムでは、これらの 周 辺 機 器 にそのもの 自 体 の 形 状 や 使 用 方 法 などの 情 報 を 埋 め 込 み、これを
活 用 することにより、 教 示 作 業 のレベルアップを 図 ることを 目 的 とする。
ロボット
部 品 供 給
(パレット)
加 工 機
(かしめ 機 )
部 品 供 給
(パーツフィーダ)
情 報 タグ
組 立 ステーション
搬 送 コンベア
図 2.4.2-11 周 辺 機 器 などに 情 報 を 埋 め 込 んだロボット 設 備
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
教 示 作 業 を 自 動 化 するにあたって 必 要 な 情 報 として、 対 象 物 の 位 置 姿 勢 、 部 品 の 位 置 姿 勢 と 供 給 の 形
態 、どのように 組 立 てるかの 手 順 、ロボットにとっての 障 害 物 の 存 在 領 域 、など 種 々 様 々なものがある。
例 えば 部 品 を 供 給 するパーツフィーダでは、 部 品 をピッキングするための 位 置 姿 勢 、ピッキングする
ときのアプローチ 方 向 と、その 最 低 限 必 要 な 距 離 などの 作 業 そのものを 実 行 するために 必 要 な 情 報 に 加
え、ロボットとパーツフィーダの 干 渉 を 避 けるため、パーツフィーダそのものの 存 在 領 域 の 情 報 が 必 要
と 考 えられる。
ロボットの 周 りには、パーツフィーダをはじめとして 様 々な 周 辺 機 器 や、 組 立 ての 対 象 となるワーク、
部 品 などが 配 置 される。 教 示 の 自 動 化 のために 必 要 なこれらの 機 器 の 情 報 は、ロボットが 扱 いやすいよ
うに、その 内 容 や 記 述 方 法 を 取 り 決 めて 一 般 的 に 利 用 できるようにすることが 有 益 である。
次 にこのように 記 述 されたデータをどのようにロボットに 伝 達 するかについて 検 討 する。オフライン
のデータとしての 受 け 渡 しも 考 えられるが、 現 物 とデータの 不 一 致 などによるトラブルを 避 けるために
は、 物 と 情 報 の 一 元 化 を 図 ることが 肝 要 である。 例 えばパーツフィーダなどを 設 備 に 設 置 したときに、
必 要 な 情 報 が 既 に 埋 め 込 まれていて、ロボットが 簡 単 に 利 用 できるようになっていることが 望 ましい。
IC タグはその 種 類 を 適 切 に 選 べば 情 報 量 としては 満 足 でき、ある 程 度 離 れた 位 置 や 隠 れた 状 態 からも
その 存 在 を 検 出 できる。しかし、その 正 確 な 位 置 の 特 定 が 困 難 であり、ビジョンなどによる 位 置 の 認 識
技 術 を 併 用 する 必 要 がある。
一 方 、QRコードなどを 用 いれば、 位 置 と 情 報 を 同 時 に 獲 得 することも 可 能 であるが、 隠 れた 位 置 か
らは 認 識 できない。
これらの 情 報 の 埋 め 込 み 手 段 については 用 途 に 応 じて 選 択 する 必 要 がある。
138

(6) 環 境 構 造 化 による 物 流 インタフェース 支 援
1)ユーザの 選 定
工 場 へは、 受 け 入 れ 部 署 を 通 して 外 部 から 素 材 や 部 品 が 搬 入 され、 生 産 ( 加 工 あるいは 組 立 )された
部 品 あるいは 製 品 が 出 荷 部 署 を 通 して 外 部 へ 搬 出 される。また、これらの 物 品 あるいは 生 産 途 中 の 仕 掛
品 は 一 旦 、 自 動 倉 庫 等 に 格 納 されることがある。 工 場 内 では、 一 つのラインあるいはセルから 別 のライ
ンあるいはセルへの 部 品 あるいは 製 品 の 移 動 があり、 人 手 、AGV (Automatic Guided Vehicle) ある
いは 移 動 ロボット 等 で 搬 送 される。このような 物 流 における、 部 署 と 部 署 の 間 をつなぐインタフェース
部 分 は、 現 状 では 人 手 を 必 要 とすることが 多 く、ここに 環 境 構 造 化 による 自 動 化 技 術 の 適 用 が 求 められ
る。
2)システム 構 成
受 け 入 れ 部 署 、 出 荷 部 署 、 自 動 倉 庫 、 各 ライン、 各 セル 等 において、これら 物 流 のための 物 流 ステー
ションを 設 け、 標 準 化 し、 環 境 構 造 化 を 行 うことにより、そこを 訪 れるAGV、 移 動 ロボットあるいは
物 流 ステーションで 荷 の 受 け 渡 しをする 固 定 ロボットは、 細 かい 指 示 がなくても 自 律 的 に 作 業 を 行 うこ
とができる。
搬 送 される 部 品 あるいは 製 品 は、 標 準 化 されたパレットあるいはトレイ 上 に 載 せられており、パレッ
トあるいはトレイにはICタグが 埋 め 込 まれており、その 上 の 部 品 あるいは 製 品 についての 生 産 情 報 が
書 き 込 まれる。
物 流 ステーションの 作 業 領 域 は、DfVision(2.4.3(1))で 述 べているように、 識 別
のための 色 やパターンでロボットが 容 易 に 認 識 できるように 構 造 化 しておく。
物 流 ステーション 間 をAGV、 移 動 ロボットが 移 動 する 際 には、 工 場 の 天 井 等 を 利 用 した 屋 内 GPS
等 の 測 位 技 術 により、AGVや 移 動 ロボットが 自 分 の 位 置 を 容 易 に 知 ることができるようにする。
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
上 記 のような、 環 境 構 造 化 のアプローチによって 物 流 インタフェースの 支 援 を 行 うために 求 められる
技 術 を 下 記 にまとめる。
・ 物 体 認 識 技 術 (ICタグ、コンピュータビジョン 等 )
・ 高 精 度 位 置 同 定 技 術 (GPS、コンピュータビジョン 等 )
・ 標 準 化 : 物 理 的 インタフェース、 通 信 プロトコル、 情 報 記 述
2.4.3 ビジョン・センシングを 中 心 とする 環 境 構 造 化
(1)DfVision:ビジョンセンサ 用 の 設 計
1)ユーザの 選 定
ここで 取 り 上 げるビジョンセンサは 産 業 用 ロボットと 共 に 用 いられるものであり、そのユーザとして
は 産 業 用 ロボットを 使 う 一 般 的 ユーザを 想 定 している。 例 えば、 自 動 車 メーカ、 自 動 車 部 品 メーカ、そ
の 他 、 一 般 産 業 分 野 である。このビジョンセンサおよび 産 業 用 ロボットの 性 能 、 操 作 性 がさらに 向 上 す
れば、 中 小 企 業 への 一 層 の 導 入 も 期 待 される。
産 業 用 ロボットは 主 に 工 場 内 で 使 われるため、 工 場 外 に 比 べて 一 般 によく 環 境 が 整 備 されており
(well-structured)、 環 境 情 報 をうまく 使 うことでビジョンセンサの 性 能 向 上 が 期 待
される。 最 近 の 産 業 用 ロボットはビジョンセンサを 用 いるケースが 多 くなっており、それに 伴 い、ビジ
ョンセンサの 適 用 範 囲 拡 大 、 誤 検 出 に 対 するロバスト 性 向 上 、 画 像 処 理 時 間 短 縮 、あるいは 対 象 ワーク
形 状 教 示 やキャリブレーションの 操 作 性 向 上 等 への 要 求 が 大 きくなっている。
これらを 解 決 する 方 策 の 一 つとして、 環 境 情 報 を 活 用 したビジョンセンサ 用 の 設 計 指 針 について 以 下
に 述 べる。
139

2)システム 構 成
システム 構 成 を 図 2.4.3-1に 示 す。
PC
コントローラ
ロボット
カメラ
シミュレータ
画 像 処 理 部
3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
図 2.4.3-1 産 業 用 ビジョンセンサのシステム 構 成
環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 を、1 近 い 将 来 に 実 用 化 できる 短 期 開 発 技 術 と、2リスクのある
中 ・ 長 期 開 発 技 術 とに 分 けて 考 える。
1 短 期 開 発 技 術
産 業 用 ロボットにとって、 位 置 決 め、 確 実 な 組 立 位 置 への 接 近 などが 最 重 要 課 題 である。これらの 技
術 はすでに 長 い 歴 史 を 持 つ。しかし、センサ 利 用 を 考 慮 した 組 立 用 部 品 設 計 、 環 境 設 計 はまだ 不 十 分 で
ある。
DfV(Design for Vision) が 浸 透 すれば、 作 業 効 率 の 向 上 、 作 業 教 示 の 簡 易 化
が 見 込 まれる。
たとえば、つぎのような 例 が 考 えられる。
・パレットの 周 辺 には1Dあるいは2Dバーコードを 必 ず 印 刷 する。
・プラスチック 射 出 成 型 品 の 一 部 に 決 まったマークをつける。
・ 環 境 は、 一 定 の 色 ( 反 射 率 の 低 い 色 )と 数 色 のカラー 認 識 の 楽 な 色 によるマークをつける。
産 業 用 ロボットの 環 境 をこのような 技 術 で 支 援 した 構 築 をする。 加 えて、 人 間 にとっても 分 かりやす
いようにする。また、 安 全 を 十 分 考 慮 する。
2 中 ・ 長 期 開 発 技 術
昨 今 のIT 化 の 急 速 な 進 展 により、 工 場 内 でロボットの 周 囲 に 配 置 されている 機 械 装 置 類 は、そのほ
とんどの3 次 元 形 状 データを 入 手 することが 可 能 あるいは 近 い 将 来 に 可 能 になることが 想 定 される。ロ
ボットや 手 先 のエンドエフェクタについては 既 に 入 手 可 能 である。(このように 入 手 可 能 な 情 報 はでき
る 限 り 利 用 するというのが 正 しい 方 向 と 思 われるが、 現 状 ではほとんど 利 用 されていない)
工 場 内 機 器 の 全 ての3 次 元 形 状 データを 入 手 できれば、これらをシミュレータ 画 面 上 でレイアウトす
ることは 現 在 では 容 易 である。この 時 、ロボットあるいは 周 辺 機 器 に 搭 載 されたビジョンセンサが 捉 え
た 画 像 データをシミュレートし、 実 画 像 とマッチングをとれば、 画 像 からある 機 器 を 特 定 することが 可
能 となる。もちろん、 機 器 類 の 表 面 材 質 や 光 源 位 置 等 の 情 報 はあらかじめシミュレータに 入 力 しておく
ことで、シミュレータの 画 像 をきわめて 実 画 像 に 近 くできることが 前 提 となる。このためには 相 当 な 計
算 量 が 必 要 であるが、 昨 今 のコンピューティングコストの 大 幅 な 低 下 を 考 慮 すれば 実 現 可 能 性 が 高 いと
思 われる。
シミュレータ 上 では、3 次 元 形 状 データに 意 味 付 け( 例 えば、これはマシニングセンタであり、この
部 分 は 主 軸 部 である 等 )を 与 えることは 容 易 である。 従 って、ロボットは、ビジョンセンサで 見 ること
140

により、 単 に 円 弧 や 直 線 を 検 出 するだけでなく、 対 象 が 何 であり、 工 場 内 の 環 境 がどうなっているかを、
低 レベルとはいえ、 理 解 できることになる。 環 境 が 理 解 できれば、その 中 をロボットがある 程 度 自 律 的
に 動 作 することは 困 難 ではないと 思 われる。また、 同 時 にビジョンセンサ 検 出 のロバスト 性 向 上 につな
がる。
(2)ポカミス 防 止 のための 環 境 構 造 化
1)ユーザの 選 定
製 造 現 場 においては 産 業 用 ロボット 等 を 用 いた 自 動 化 が 進 んでいる。 今 後 もこの 自 動 化 が 進 展 し、 産
業 用 ロボットの 適 用 領 域 が 拡 大 していくと 考 えられるが、その 一 方 、 自 動 化 が 困 難 である 領 域 について
は 人 とロボットの 協 働 による 作 業 の 効 率 化 、 製 品 品 質 の 向 上 、 生 産 ラインの 柔 軟 性 の 向 上 が 進 められる
と 考 えられる。
そのような 生 産 ラインの 形 態 の 一 つに 人 とロボットが 協 働 するセル 生 産 システムがあげられる。 人 と
ロボットが 協 働 するセル 生 産 システムにおいて 生 産 効 率 、 製 品 品 質 の 向 上 を 図 るためには、 人 の 作 業 ミ
ス(ポカミス)をいかに 防 止 するかが 重 要 な 課 題 となる。ここでは 人 とロボットが 協 働 するセル 生 産 シ
ステム(ロボット 支 援 セル 生 産 システム)で 作 業 を 行 う 現 場 作 業 者 をユーザとして 選 定 した。
2)システム 構 成
人 による 作 業 が 中 心 となっている 一 般 的 な 加 工 ・ 組 立 工 程 においては、 以 下 のような 作 業 者 のポカミ
スが 代 表 的 なものであり、その 防 止 が 望 まれている。
1 部 品 の 取 り 付 け 忘 れ
ボルト 等 の 締 め 付 け 箇 所 の 見 落 とし、トルク 不 足 など。
2 部 品 の 取 り 付 け 間 違 い
形 状 、 色 合 い、 材 質 が 類 似 する 部 品 と 間 違 えて 取 り 付 ける。 部 品 を 見 分 けるポイントはわかっている
ものの、 作 業 を 繰 り 返 しているうちに 取 り 違 えることがある。
3 部 品 の 配 膳 ミス
組 立 てに 使 用 する 部 品 郡 を 部 品 棚 からマーシャリングする 際 に 取 り 違 える。
4 公 差 を 満 足 しない 部 品 の 取 り 付 け
部 品 の 加 工 後 に 寸 法 検 査 をするが、 公 差 を 満 足 しない 部 品 が 後 工 程 に 送 られ、そのまま 組 立 てられて
しまう。
5 工 作 機 械 の 誤 操 作
工 作 機 械 を 誤 操 作 してワークに 疵 をつける。
6 工 具 の 取 り 違 え
工 作 機 械 に 取 り 付 けるべき 工 具 を 間 違 える。あるいは、 工 具 オフセット 寸 法 の 入 力 を 間 違 える。
ロボット 支 援 セル 生 産 システムにおいては、「5 工 作 機 械 の 誤 操 作 」では、「 工 作 機 械 」を「ロボッ
ト」と 置 き 換 えて 考 える。また、「6 工 具 の 取 り 違 え」は、ロボット 支 援 セル 生 産 システムにおいては
工 具 はツールチェンジャにて 自 動 交 換 することが 想 定 されるため、ここでは 対 象 外 とする。
これらのポカミスを 環 境 の 構 造 化 によって 防 止 するためのシステム 構 成 として、 以 下 のようなものが
考 えられる。( 図 2.4.3-2 参 照 )
141

状 態 監 視 センサ
(ビジョンな
ど)
ロボット 動 作 センサ
(エンコーダ、 力 セ
ンサなど)
部 品 管 理 センサ
(RFID など)
ロボット
部 品 棚
作 業 者 動 作 検 出 セン
サ
(センサスーツなど)
ワーク
作 業 者
部 品 管 理 センサ
(RFID など)
作 業 指 示 装 置
(モニタ、スピーカ、
レーザポインタなど)
図 2.4.3-2 ポカミス 防 止 のための 環 境 構 造 化 システム 構 成 例
1 部 品 の 取 り 付 け 忘 れ 防 止 システム
作 業 者 の 動 作 やワークの 組 み 付 け 状 態 を 監 視 するビジョンセンサ、センサスーツ、 締 め 付 けトルクを
送 信 する 機 能 を 持 つトルクレンチなどの 情 報 からボルトの 締 め 付 け 箇 所 の 見 落 としや 締 め 付 けトルク
不 足 を 検 出 して 作 業 者 に 通 知 する。
2 部 品 の 取 り 付 け 間 違 い 防 止 システム
作 業 者 の 動 作 やワークの 組 み 付 け 状 態 を 監 視 するビジョンセンサ、センサスーツ、 部 品 に 付 加 された
識 別 のためのICチップ、バーコード、 部 品 の 組 み 付 け 手 順 を 記 録 したデータベースなどの 情 報 から 部
品 の 取 り 付 け 間 違 いを 検 出 して 作 業 者 に 通 知 する。
または、 部 品 の 組 み 付 け 手 順 を 記 録 したデータベース、 部 品 に 付 加 された 識 別 のためのICチップ、バ
ーコード、それらの 部 品 がどこに 配 膳 されているかを 計 測 するビジョンセンサなどの 情 報 から、つぎに
取 り 付 けるべき 部 品 とその 位 置 を 識 別 してレーザ 光 などにより 作 業 者 に 指 し 示 す。
3 部 品 の 配 膳 ミス 防 止 システム
部 品 に 付 加 された 識 別 のためのICチップ、バーコードなどの 情 報 から 部 品 棚 から 取 り 出 して 配 膳 し
た 部 品 の 種 別 を 認 識 して 部 品 の 組 み 付 け 手 順 を 記 録 したデータベースとの 比 較 によって 部 品 の 配 膳 ミ
スを 検 出 して 作 業 者 に 通 知 する。
4 不 適 合 部 品 の 取 り 付 け 防 止 システム
寸 法 検 査 結 果 などの 部 品 個 別 情 報 を 記 録 したICチップなどを 部 品 に 付 加 することにより 部 品 のト
レーサビリティを 確 保 し、 検 査 工 程 で 取 り 除 かれるべき 部 品 が 使 われていないか、 公 差 管 理 による 選 択
組 み 付 けの 際 に 正 しい 部 品 が 取 り 付 けられているかなどを 確 認 して 問 題 があれば 作 業 者 に 通 知 する。ま
た、トレーサビリティを 確 保 することによって、 寸 法 ( 公 差 ) 情 報 に 基 づいてロボット 動 作 を 制 御 する
という 応 用 も 考 えられる。
5ロボットの 誤 操 作 防 止 システム
作 業 者 ・ロボットの 動 作 やワークの 組 み 付 け 状 態 を 監 視 するビジョンセンサ、センサスーツ、 部 品 の
組 み 付 け 手 順 を 記 録 したデータベースなどの 情 報 から 現 在 の 組 み 付 け 状 況 を 認 識 し、 作 業 者 が 不 適 切 な
ロボット 操 作 を 行 おうとした 場 合 に 操 作 を 無 効 にして 誤 操 作 であることを 作 業 者 に 通 知 する。
142

3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
上 記 のシステムを 実 現 するために 必 要 な、 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 は 以 下 のとおりである。
1 作 業 者 の 動 作 推 定 技 術
作 業 者 がワークやロボットに 対 してどのような 動 作 をしようとしているかを 推 定 する。
環 境 構 造 化 の 例 :
・ビジョンセンサ、センサスーツなどによる 作 業 者 の 動 き 検 出
・ICチップ、バーコードなどによる 部 品 の 識 別
2 作 業 状 況 の 推 定 技 術
作 業 の 状 態 が 全 体 手 順 の 中 のどこにあるか、つぎにどの 部 品 をどのように 組 み 付 けるべきかなどを 推
定 する。
環 境 構 造 化 の 例 :
・ビジョンセンサ、トルク 出 力 機 能 付 きレンチなどによるワークの 状 態 監 視
・ 作 業 手 順 のデータベース 化
3 部 品 の 適 合 性 チェック 技 術
取 り 付 けようとしている 部 品 は 正 しい 手 順 であるか、 部 品 間 違 いはないか、 過 去 の 品 質 検 査 において
問 題 のあるものではないかなどの 適 合 性 をチェックする。
環 境 構 造 化 の 例 :
・ICチップなどによる 部 品 の 識 別 、 過 去 の 品 質 検 査 結 果 の 確 認
・ビジョンセンサ、センサスーツなどによる 作 業 者 の 動 き 検 出
・ 作 業 手 順 のデータベース 化
4 作 業 指 示 技 術
つぎに 行 うべき 作 業 の 指 示 を 行 う。 類 似 した 部 品 がある 場 合 はレーザ 光 などにより 対 象 部 品 を 作 業 者
に 指 し 示 す。
環 境 構 造 化 の 例 :
・ 作 業 手 順 のデータベース 化
・ 作 業 者 への 指 示 インタフェース(レーザ 光 、 音 声 など)
・ICチップなどによる 部 品 の 識 別
・ビジョンセンサなどによる 部 品 位 置 などの 計 測
(3) 安 全 のための 作 業 者 の 動 作 計 測 ・ 予 測 とロボット 制 御
1)ユーザの 選 定
生 産 現 場 における 作 業 者 の 安 全 は 最 重 要 課 題 であり、 図 2.4.3-3に 示 すように、グローバルに 通
用 する 国 際 安 全 規 格 の3 階 層 構 成 が 整 備 され、リスクアセスメントにより、 本 質 安 全 化 や 安 全 防 護 を 行
うことが 必 須 となっている。これら 規 格 は、 約 5 年 に 一 度 、 技 術 の 進 化 を 反 映 し 改 定 されるため、 今 後
は、 安 全 性 と 高 生 産 性 を 両 立 する 新 技 術 の 規 格 化 が 要 望 されている。 現 実 、 安 全 柵 の 存 在 が、 最 適 な 作
業 者 の 配 置 と 作 業 分 担 を 妨 げる、といった 事 例 が 存 在 する。そこで、 作 業 者 の 行 動 を 把 握 ・ 予 測 し、そ
れらリスクアセスメント 基 づいたロボットの 制 御 を 行 うことができるようになれば、 生 産 性 と 安 全 性 を
より 高 い 次 元 で 両 立 できると 考 えられる。 例 えば、 人 間 に 危 険 がないと 判 断 できるときは、ロボットに
生 産 性 だけを 考 慮 した 動 作 を 行 わせることも 可 能 になる。また、 人 間 の 動 作 予 測 の 情 報 を 利 用 して、 安
全 性 をより 高 めることも 可 能 である。ここでは 一 般 的 な 産 業 用 ロボットのユーザを 想 定 するが、この 技
143

術 の 開 発 と 低 価 格 化 が 進 めば、 中 小 企 業 やロボット 未 導 入 産 業 への 市 場 拡 大 にもつながるものと 考 えら
れる。
ISO: 機 械 系
機 械 類 の 安 全 性 - 基 本 概 念 ,
一 般 設 計 原 則 規 格
(ISO 12100)
リスクアセスメント 規 格
(ISO 14121)
ISO/IECガイド51
A
基 本 安 全 規 格 :
全 ての 規 格 類 で 共 通 に 利 用 できる
基 本 概 念 , 設 計 原 則 を 扱 う 規 格
IEC: 電 気 系
インタロック 規 格
ガードシステム 規 格
機 械 類 の 安 全 性
- 制 御 システムの 安 全 関 連 部 -
安 全 距 離 規 格
突 然 の 起 動 防 止 規 格
両 手 操 作 制 御 装 置 規 格
マットセンサ 規 格
階 段 類 の 規 格
(ISO 14119)
(ISO 14120)
(ISO 13849-1)
(ISO 13852)
(ISO 14118)
(ISO 13851)
(ISO 13856)
(ISO 14122)
B
グループ 安 全 規 格 :
広 範 囲 の 機 械 類 で 利 用 できる
ような 安 全 , 又 は 安 全 装 置 を 扱
う 規 格
C
個 別 機 械 安 全 規 格 :
特 定 の 機 械 に 対 する 詳 細 な 安 全 要 件 を 規 定 する 規 格
電 気 設 備 安 全 規 格
センサ 一 般 安 全 規 格
電 気 式 / 電 子 式 /プログラマブル 電 子
式 安 全 関 連 システムの 機 能 安 全 性
センサ 応 用 規 格
スイッチ 類 規 格
EMC 規 格
トランス 規 格
防 爆 安 全 規 格
(IEC 60204)
(IEC 61496)
(IEC 61508)
(IEC 62046)
(IEC 60947)
(IEC 61000-4)
(IEC 60076)
(IEC 60079)
製 品 例 : 工 作 機 械 , 産 業 用 ロボット, 鍛 圧 機 械 , 無 人 搬 送 車 , 輸 送 機 械 など
2)システム 構 成
図 2.4.3-3 国 際 安 全 規 格 の 階 層 化 構 成
(A: 基 本 安 全 規 格 B:グループ 安 全 規 格 C: 個 別 機 械 安 全 規 格 )
ここで、ロボット 自 身 にこれらを 行 う 知 能 を 持 たせることはあまり 現 実 的 でないので、 環 境 構 造 化 技
術 を 利 用 して、 必 要 な 情 報 が 人 間 側 からロボットに 通 知 される( 言 わば、 人 間 を 構 造 化 する)しくみを
考 える。
作 業 者 の 行 動 は、ビジョンセンサなどを 使 って 計 測 される。 作 業 者 自 身 がセンサスーツや 小 型 のウェ
アラブル 機 器 を 身 につけ、そこに 搭 載 されたセンサ 類 を 用 いる 測 位 法 も 考 えられる。 管 理 ステーション
は 計 測 データを 収 集 ・ 処 理 するとともに、 計 算 負 荷 の 高 い 動 作 予 測 処 理 などを 担 当 する。また、 作 業 者
の 接 近 や 異 常 を 感 知 すれば、それをロボットに 通 知 して 動 作 変 更 を 行 わせる。 作 業 者 の 動 作 履 歴 の 収 集
もここで 行 う。 想 定 するシステム 構 成 の 例 を 図 2.4.3-4に 示 す。
有 線 / 無 線 Network
管 理 ステーション
• 高 次 処 理 ( 動 作 予 測 など)
• 接 近 情 報 ・ 異 常 情 報 の
ロボットへの 通 知
• ログ 収 集
S Sensor
• ビジョンセンサなど
R Robot
M Man
ロボットコントローラ
• 作 業 者 の 情 報 に 基 づく 警 告 呈 示 ・ 動 作
修 正
• ビジョンセンサのためのマーカ
and/or
• ウェアラブル 機 器 (センサ・ 無 線 通 信 機
能 搭 載 )
図 2.4.3-4 安 全 のための 環 境 構 造 化 に 基 づく 作 業 者 の 動 作 計 測 ・ 予 測 システム 構 成 例
144

3) 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
以 下 のような 技 術 課 題 が 存 在 し、そのための 知 能 化 技 術 としてセンシング 技 術 ・センサ 情 報 処 理 技
術 ・ロボット 制 御 技 術 (オンライン 動 作 計 画 )の 開 発 が 必 要 となる。
1 作 業 者 の 行 動 計 測 ・ 予 測
ビジョンセンサや 作 業 者 が 身 につけたセンサの 情 報 から、 作 業 者 の 現 在 位 置 や 姿 勢 を 推 定 する。さら
に、 履 歴 や 付 加 的 なセンサ 情 報 ( 筋 電 など)の 利 用 により、 作 業 者 の 行 動 や 動 作 の 予 測 ( 例 えば、 人 間
がロボットに 近 づこうとしているか 遠 ざかろうとしているか)ができれば、より 高 度 な 制 御 が 可 能 とな
る。
ここで、 作 業 者 の 情 報 に 基 づいてロボットの 動 作 を 変 えるとなると、 正 しく 作 業 者 の 情 報 が 獲 得 でき
るということが 前 提 となる。 逆 に、 正 しい 情 報 を 獲 得 できていない 場 合 には、 異 常 として 検 出 できなけ
ればならない。 例 えば、 作 業 者 の 動 作 が 停 止 してしまったときは、マーカやセンサが 作 業 者 の 身 体 から
脱 落 してしまったと 推 定 することができる。また、 通 常 作 業 時 の 動 作 情 報 をあらかじめ 収 集 しておけば、
それとの 比 較 で、 作 業 者 の 異 常 な 動 作 を 検 出 することも 可 能 である。
作 業 者 の 動 作 履 歴 情 報 は、 作 業 管 理 ・ 工 程 改 善 にも 活 用 できる。
2 作 業 者 の 行 動 情 報 に 基 づくロボット 制 御
作 業 者 の 行 動 情 報 が 把 握 できるようになれば、それに 基 づいたロボット 制 御 技 術 が 求 められる。 安 全
性 の 度 合 いに 応 じて、 動 作 速 度 を 遅 くしたり 動 作 経 路 を 変 更 したりするようにして、 安 全 性 を 高 めるこ
とが 考 えられるが( 図 2.4.3-5)、そのためにはオンライン 動 作 計 画 の 技 術 が 必 要 となる。 関 節
のコンプライアンスを 動 的 に 変 更 するような 制 御 技 術 も 有 効 と 考 えられる。また、 作 業 者 への 警 告 提 示
も 必 要 となるであろう。
3 定 量 的 なリスクアセスメント 手 法 の 確 立
国 際 的 な 安 全 基 準 の 中 でこのようなアプローチが 認 められるように、 定 量 的 なリスクアセスメント 手
法 の 開 発 も 同 時 に 必 要 である。
• 高 速 動 作
• サイクルタイム 優 先 経 路
• 低 速 動 作
• 安 全 優 先 経 路
図 2.4.3-5 利 用 シーンのイメージ( 作 業 者 位 置 に 応 じたロボット 動 作 変 更 )
145

2.4.4 産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術
以 上 で 検 討 した 課 題 は、「モノ( 対 象 )」とそれに 対 する「 要 求 」という 観 点 からすでに2.4.1に
おいて 整 理 した( 表 2.4.1-4).これらの 中 には、 相 互 に 共 通 する 技 術 要 素 が 含 まれており、そ
れを 抽 出 すると 以 下 のようにまとめられる。
1 環 境 情 報 記 述 ・ 検 索 技 術
産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 の 活 用 に 当 たって、まずは 情 報 をどのように 記 述 し、 記 憶 するかとい
う 点 が 問 題 となる。 求 められる 機 能 を 実 現 するために 必 要 な 環 境 情 報 の 定 義 と、それを 表 現 する 記 述 法
が 課 題 となる。さらに、それを 記 憶 し、 必 要 に 応 じて 取 り 出 すための 検 索 技 術 も 必 要 となる。2.4.
2(1)(2)(4)のようなコンピュータ 上 のデータベースを 利 用 する 場 合 と、2.4.2(5)のよ
うに 情 報 タグを 利 用 する 場 合 、およびそれらが 併 用 される 場 合 がある。
2 環 境 情 報 獲 得 技 術
環 境 構 造 化 の 実 現 のためには、 環 境 情 報 を 何 らかの 手 段 で 獲 得 することが 必 要 となる。RFID に 代 表 さ
れるICタグ 技 術 による 物 体 特 定 手 法 、コンピュータビジョンに 代 表 されるセンシング 技 術 が 基 本 であ
るが、2.4.3(1)に 示 した Design for Vision のように、 環 境 情 報 獲 得 を 支 援 する 技 術 も 極 めて
重 要 である。 産 業 用 分 野 では、 他 分 野 と 比 較 すれば 環 境 情 報 の 不 確 定 性 が 低 いので、 有 効 な 活 用 が 期 待
される。
3 環 境 情 報 利 用 技 術
環 境 情 報 が 獲 得 ・ 記 述 され 利 用 可 能 になった、すなわち 環 境 が 構 造 化 されたとしても、それだけでは
何 ら 意 味 はない。ロボットの 設 計 支 援 (2.4.2(1)(2)(3))、システムの 構 築 支 援 (2.4.
2(4)、2.4.3(1))、 運 用 支 援 (2.4.2(5)(6)、2.4.3(2)(3))などで 有 効
な 利 用 技 術 が 開 発 されることで、 初 めて 環 境 構 造 化 のメリットを 享 受 できる。
4 規 格 化 / 標 準 化
環 境 構 造 化 技 術 は、ロボットシステムを 構 成 する 多 数 の 要 素 を 対 象 とするものであり、 規 格 化 ・ 標 準
化 が 行 えるかどうかによって、その 実 現 性 や 実 現 レベルが 大 きく 左 右 される。2.4.2(3)のエン
ドエフェクタ 関 連 技 術 に 見 られるように、 物 理 的 (ハードウェア 的 )な 規 格 化 ・ 標 準 化 と 情 報 的 (ソフ
ト 的 )な 規 格 化 ・ 標 準 化 がともに 必 要 である。また、2.4.3(3)の 安 全 技 術 のように、 単 に 技 術
的 に 可 能 であるというだけでは 不 十 分 で、 法 制 度 等 との 整 合 性 が 求 められる 課 題 が 存 在 する。
2.4.5 環 境 構 造 化 を 推 進 するために 開 発 すべき 技 術
産 業 用 分 野 では、 環 境 構 造 化 技 術 の 利 用 ターゲット、 利 用 シナリオが 明 確 である。それゆえ、 今 回 検
討 した 技 術 課 題 を 改 めて 提 案 項 目 として 示 す。
1) 作 業 構 築 を 中 心 とする 環 境 構 造 化
1 汎 用 つかみ 機 構 の 開 発
2 掴 み 機 構 データベースの 構 築
3エンドエフェクタ 制 御 動 作 環 境 の 充 実
4ロボット・ 環 境 配 置 設 計
5 教 示 自 動 化 のための 情 報 埋 め 込 み
6 環 境 構 造 化 による 物 流 インタフェース 支 援
146

2)ビジョン・センシングを 中 心 とする 環 境 構 造 化
7DfVision:ビジョンセンサ 用 の 設 計
8ポカミス 防 止 のための 環 境 構 造 化
9 安 全 のための 作 業 者 の 動 作 計 測 ・ 予 測 とロボット 制 御
147

第 3 章 環 境 構 造 化 における 標 準 化 案
3.1 はじめに
ここ 数 年 、IT( 情 報 技 術 )とRT(ロボット 技 術 )を 融 合 させることで 新 しい 分 野 、 応 用 を 切 り 開
こうという 試 みが 様 々になされている。これは、 従 来 の 産 業 技 術 がある 種 の 飽 和 状 態 になりつつあり、
IT 分 野 だけ、あるいはRT 分 野 だけからは 新 しい 製 品 、 新 しいサービスを 生 み 出 すことが 難 しくなっ
ているからである。そのような 状 況 で、 組 み 合 わせ 論 的 試 行 錯 誤 の 中 から 新 製 品 、 新 市 場 の 開 拓 を 目 指
すのは 自 然 な 流 れであり、これまでにもそのような 分 野 融 合 の 中 から 新 規 な 製 品 、 新 規 な 市 場 が 発 生 し
てきたことは 事 実 である。
環 境 の 情 報 的 構 造 化 もそのようなチャレンジの 一 つであるが、ITとRTの 融 合 の 大 きな 潮 流 が 既 に
ある 中 で、 場 合 によっては 急 速 に 製 品 化 、 市 場 化 の 可 能 性 が 期 待 される。このような 技 術 分 野 において
は、 予 め 標 準 化 を 想 定 しておくことは 技 術 戦 略 的 にも 経 営 戦 略 的 にも 妥 当 なものと 考 えられている。
本 章 では、 環 境 の 情 報 的 構 造 化 の 標 準 化 に 関 わる 事 項 を 概 観 し、シナリオ 事 例 に 基 づいて、 部 分 的 で
あるが、 標 準 化 が 想 定 される 事 項 の 整 理 を 行 う。
3.2 関 連 する 標 準 化 動 向
最 初 に、ロボットならびにネットワークが 関 係 する 標 準 化 の 動 向 を 概 観 しておく。これにより、 環 境
の 情 報 的 構 造 化 が 関 わることが 想 定 される 対 象 のイメージがつかみやすくなるであろう。
3.2.1 NRF(ネットワークロボットフォーラム)
総 務 省 により 創 設 されたフォーラムで、ユビキタスネットワークとロボットの 融 合 により 新 しいサー
ビスを 生 みだすことを 目 的 としている。ネットワークにロボットが 接 続 されることにより、ロボットが
単 体 で 活 動 する 場 合 に 比 べ、より 多 様 で 高 度 な 機 能 やサービスが 実 現 されることを 狙 いとしている。
様 々なイントラネットが 既 に 存 在 する 状 況 を 考 慮 し、ブリッジイングによるインタフェースの 標 準 化 を
提 案 している。
ネットワークロボットフォーラムは、ネットワークにロボットがつながることで 実 現 される 様 々なサ
ービスを 目 指 し、それに 係 る 標 準 化 案 を 企 画 している。その 対 象 となるのは 実 機 を 主 体 としたビジブル
ロボット、CGによる 人 間 とのインタラクションを 主 体 としたヴァーチャルロボット、 見 守 りカメラの
ような 形 はロボットでなくてもロボット 的 な 機 能 に 注 目 したアンコンシャスロボット、そしてこれらの
インフラとなるネットワークの4つの 分 野 である。
ネットワークでは、OSIの7 層 モデルが 参 照 されることが 多 いが、このネットワークロボットが 対
象 とするレイヤーは、 基 本 的 には 全 7 層 にかかわる。 上 記 にあげた 標 準 関 係 の 事 例 の 多 くは、7 層 の 中
の 特 定 のレイヤーの 中 での 規 格 化 を 目 指 すものであるが、ネットワークロボットは、これらの 統 合 を 目
指 すのではなく、デファクトスタンダードとなったものを 対 象 として、それらのブリッジングを 標 準 化
しようという 方 法 論 である。
ネットワークロボットの 応 用 がカバーするサービスは、 空 間 構 造 化 と 同 じように 住 宅 、 公 共 空 間 、 街
角 などの 多 地 点 で 人 々に 対 し 協 調 ・ 連 携 した 能 力 を 補 充 し、また 生 活 や 仕 事 などで 役 に 立 つ 様 々な 情 報
を 共 有 できるようにし、 複 数 の 人 々が 遠 隔 からロボットを 連 携 操 作 することなどが 想 定 されている。こ
のように 極 めて 多 様 で 普 遍 的 な 機 能 を 想 定 していることから、ネットワークロボットの 標 準 化 がカバー
すべき 技 術 は、 現 時 点 におけるロボットやコンピュータネットワークの 機 能 を 満 遍 なく 利 用 するものと
なっている。 表 3.2.1-1に、 想 定 される 技 術 分 野 、 要 素 、 関 連 する 標 準 がまとめられている。
148

表 3.2.1-1 ネットワークロボットフォーラムで 検 討 されている 技 術 分 野 と 標 準
表
現
形
操
作
系
技 術 分 野 要 素 標 準
プロファイル 記 述 ( 要 素 ) 作 動 RDF,FOAF,vCard
プロファイル 記 述 (モノ) 作 動 Triple 形 式 ,JAN,ID3,EPG,MPEG7,RDF
プロファイル 記 述 (ロボット) 作 動
プロファイル 記 述 ( 空 間 ) 空 間 、 作 動 RDF
ID 情 報 URI
FDML(NTT),DL
オントロジー 記 述 情 報 OWL,DAML+OIL,RDFS
コマンド 記 述 作 動 UPnP,ECHO,HORB,Socket
サービス 記 述 作 動 WSDL,RDF
サービスフロー 記 述 遠 隔 Flipcast( 東 芝 )
ルール 作 動 RuleML,SWRL
クエリ 作 動 SQL ベース,UDDI,RDQL
サービス 発 見 作 動 オントロジーに 基 づく 推 論
サービス 連 携 作 動 、 遠 隔 前 向 き、リアクティブ
サービス 起 動
作 動 、 遠 隔
イベント 通 知 情 報 、 遠 隔
Web サービス(SAOP)、イベント 通 知 ベ
ース
プロファイル 検 索 作 動 SQL ベース,RDQL ベース
セキュリティ・プライバシ
情 報
アクセス 制 御 (XACML,ポリシーベー
ス)
ア
|
キ
テ
ク
チ
ュ
ア
セ
ン
サ
ネットワーク 構 成
格 納 スキーム
作 動
情 報
ホームサーバーとネットワーク 上 の
サーバーを 仮 定 、 各 種 ネットワーク
から 収 集 、ホームサーバーによる 集
中 管 理
ホームサーバーとネットワーク 上 の
サーバーを 仮 定
テンプレート( 静 的 、Current)
ヒストリ( 動 的 、イベント 単 位 で 記
録 )
センシング 対 象 毎 に 存 在 空 間 GPS,GIS,RFIDタグ
情 報
RFIDタグ、」カメラ、 顔 認 識 、 音 声 認
識 、 赤 外 線 、 超 音 波 、 環 境 センサ( 温
度 等 )
平 成 17 年 度 ネットワークロボットフォーラム 技 術 部 会 報 告 、II-5-3 の 表 を 元 に 作 成
149

3.2.2 RTミドルウェア
RTミドルウェアは 経 済 産 業 省 の21 世 紀 ロボットチャレンジプログラムの 施 策 のもと、( 独 ) 新 エ
ネルギー・ 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 の 委 託 事 業 として、2002 年 度 から3 年 計 画 で「ロボットの 開 発
基 盤 となるソフトウェア 上 の 基 盤 整 備 」の 中 核 技 術 として( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 により 提 案 され、
現 在 も 開 発 が 進 められている、ロボットシステム 構 築 のためのソフトウェア 体 系 である。
ここでいうロボットシステムとは、 必 ずしも 移 動 ロボットやヒューマノイドロボットといった 単 体 の
ロボットのみを 想 定 している 訳 ではなく、「ロボット 技 術 を 活 用 した、 実 世 界 に 働 きかける 機 能 を 持 つ
ネットワーク 化 された 知 能 化 システム」の 総 体 としてのロボットシステムを 指 す。 例 えばセンサ、アク
チュエータを 生 活 空 間 の 中 に 分 散 配 置 させ、ネットワークを 介 して 協 調 させることで 生 活 支 援 や 介 護 を
実 現 するといった、 一 見 ロボットには 見 えないがロボット 的 な 技 術 を 利 用 したシステムを 広 く 包 含 して
る。 実 際 、センシング 技 術 とセンサから 得 られる 信 号 の 処 理 、 及 びアクチュエータ 等 による 現 実 世 界 へ
の 働 きかけのフィードバックにより 相 互 作 用 を 行 うシステムはロボット 技 術 と 言 えることから、 日 本 ロ
ボット 工 業 会 が 主 体 となり、こうしたロボット 技 術 の 総 称 を RT(Robot Technolog
y) と 呼 ぶことが 提 言 されている。
このようなRTの 概 念 に 基 づくロボットシステムを 構 成 する 様 々な 機 能 要 素 であるRTコンポーネン
トについて、それをネットワークに 接 続 するインタフェースを 共 通 化 しておくことで、 様 々なベンダー
が 供 給 するコンポーネントを 自 由 に 組 み 合 わせて 新 規 なRTシステムの 開 発 が 容 易 になるような 産 業
基 盤 の 確 立 を 目 指 したのが 上 記 のプロジェクトであり、プロジェクトと 並 行 してはじめられ、 現 在 も 引
き 続 き 行 われているOMGにおけるRTコンポーネントの 標 準 仕 様 提 案 活 動 である。
そもそもロボットシステムは、いわゆるロボット 部 品 をハードウェアとしてはもっぱら 機 構 学 的 およ
び 運 動 学 により、ソフトウェアとしては 制 御 技 術 に 基 づいたコンピュータソフトウェアによって 統 合 す
ることで、 当 該 ロボットが 目 的 とする 動 作 や 仕 事 ができるように 組 み 上 げられるシステムである。この
観 点 からRTミドルウェアは、 様 々なロボット 要 素 (RTコンポーネント)を 通 信 ネットワークを 介 し
て 自 由 に 組 み 合 わせることで、 多 様 なロボットシステムの 構 築 を 可 能 にするため、ネットワーク 分 散 コ
ンポーネント 化 技 術 による 共 通 プラットフォームを 確 立 することを 目 指 すものである。そもそも、ロボ
ットシステムのソフトウェア 開 発 においては、 通 常 のソフトウェア 開 発 と 比 べて、ロボットシステム 特
有 の 問 題 のためにソフトウェアの 再 利 用 性 が 低 く 開 発 効 率 が 悪 いといった 問 題 が 指 摘 されている。こう
した 背 景 から、ロボット 技 術 要 素 をソフトウェアレベルでモジュール 化 し、その 再 利 用 性 を 高 めるミド
ルウェアを 研 究 ・ 開 発 し 多 くのユーザに 使 ってもらい、さらには 開 発 に 参 加 してもらうことで、ロボッ
トシステム 開 発 に 資 する 共 通 プラットフォームを 提 供 することを 目 的 としている。
産 総 研 が 提 案 しているRTコンポーネントの 基 本 的 構 造 は、 図 3.2.2-1のようなアーキテクチ
ャ・ブロックで 構 成 され、 大 きく 分 けると 以 下 の3つの 部 分 からなっている。
・RTComponent:
RTコンポーネントの 本 体 であり、 基 本 的 なインターフェースおよび 入 出 力 を 行 う InPort/OutPort
オブジェクトを 0~n 個 以 上 持 つ。 処 理 を 行 うコアロジックを1 個 持 ち、 外 部 または 内 部 からのイベ
ントに 応 じて 内 部 状 態 を 遷 移 させる。これを Activity と 呼 び、 他 とは 独 立 したスレッドに 割 り 当
てられ 以 下 に 挙 げる 入 出 力 とは 独 立 に 処 理 が 行 われる。
・InPort:
他 のRTコンポーネントからの 出 力 を 受 け 取 りハンドリングする 入 力 ポート。データのストリーム
を 受 け 取 る 必 要 があるRTコンポーネントはこの InPort を 持 つ。コアロジックは 連 続 的 に 送 られ
てくるデータに 対 して 処 理 を 行 うため、 基 本 的 に 周 期 動 作 を 行 うコンポーネントのみがこの InPort
を 持 つ。
・OutPort:
他 のRTコンポーネントへ 処 理 結 果 のデータストリームを 渡 す 出 力 ポート。 受 け 取 る 側 のコンポー
ネントから 値 を 取 得 する pull 型 のデータ 出 力 と、サブスクライブすることにより 受 け 取 り 側 へ 能
動 的 にデータを 送 る push 型 の 動 作 がある。
RTコンポーネントの 仕 様 ではネットワーク 上 に 分 散 されたコンポーネントへの 透 過 的 アクセスを 実
150

現 するために、 分 散 オブジェクト 技 術 を 用 いて 実 装 されることを 想 定 している。
なお、2006 年 9 月 のアナハイムの 会 議 で 採 択 された 標 準 案 では、より 一 般 化 されたフレームワー
クとなっている。
図 3.2.2-1 産 総 研 が 提 案 しているロボットコンポーネントのモデル
将 来 的 な 標 準 化 の 候 補 、 検 討 事 項 については、 現 在 、 下 記 の3つのWGで 議 論 が 進 められている。
・ロボットインフラストラクチュアWG:
広 範 なロボット 技 術 の 応 用 を 開 発 統 合 することを 支 援 する 基 盤 的 モデル、 共 通 のファシリティ、
ミドルウェアの 標 準 化 を 行 う。
・サービスWG:
ロボットシステムにおける 機 能 的 サービスの 定 義 を 明 確 にする。ロボット 技 術 の 応 用 において
共 通 的 に 利 用 されるサービスを 同 定 し、 分 類 する。 含 まれる 技 術 についても 同 様 に。これらの
技 術 がロボット 応 用 開 発 につながる 界 面 の 標 準 化 を 行 う。
・プロファイルWG:
応 用 プロラム 開 発 の 視 点 からは、APIのスコープとモデル、 典 型 的 なデバイス、それらの 階
層 、インタフェースとデータ 構 造 、デバイスプロファイル、 物 理 的 通 信 ・リソースの 視 点 から
は、IEEEなどの 関 連 する 企 画 の 適 用 、I/Oポイントのタグ 付 け( 利 用 可 能 リソースの 洗
い 出 し)などを 行 う。
上 記 はRobot DTFの 中 のワーキンググループであるが、 環 境 構 造 化 に 関 わるトピックとして
は、このほかのDTFやPTFなどのトピックも 関 わってくる 可 能 性 があり、 日 本 からも 関 連 企 業 が 積
極 的 に OMG の 会 合 に 参 加 することが 望 まれる。
3.2.3 その 他
この 他 に、ロボットやネットワーク、 情 報 家 電 の 標 準 化 に 関 する 事 項 を 列 挙 しておく。
(1)ロボット 言 語
ロボットが 行 う 作 業 の 情 報 を 記 述 する 上 で 重 要 なのがロボットそのものの 動 作 やプログラムに 関 す
る 記 述 手 法 である。これには 対 応 するものとしていわゆる 以 下 のようなロボット 言 語 に 関 する 標 準 があ
る。
・JIS B 8439-1992 産 業 用 ロボット・プログラム 言 語 SLIM
・JIS B 8440-1995 産 業 用 ロボット・ 中 間 コード STROLIC
151

・JIS B 3602-1995 工 業 自 動 化 システム・ 製 造 メッセージ 仕 様 ・ロボット 付 帯 規 格
(2)ORiN(Open Resource interface for the Network/Open Roboto interface for the Network)
デンソーとロボット 工 業 会 が 中 心 となってISOでの 標 準 化 を 進 めている、ロボット 制 御 装 置 の 間 の
通 信 インタフェースである。FAラインでのロボットや 周 辺 装 置 の 状 態 をモニタし、 生 産 管 理 に 利 用 す
ることが 想 定 されている。RTミドルウェアがコンポーネントレベルであるのに 対 し、ORiNは、そ
のようなコンポーネントで 構 成 されたロボットシステムレベル、ロボットコントローラ 間 での 情 報 通 信
を 対 象 としている。
(3)RSi(Robot Service initiative)
三 菱 重 工 業 、ソニー、 富 士 通 などが 中 心 となって、 既 存 のロボットを、インターネットのwwwの 情
報 インタフェースとして 持 ちいるための 標 準 化 を 目 的 としている。ロボットそのものよりは、ニュース
の 流 し 方 など、インターネット 上 のサービスコンテンツ 配 信 の 標 準 化 が 主 眼 となっている。 環 境 の 情 報
的 構 造 化 においても、RSi 提 供 のサービスを 利 用 することが 想 定 される。
(4)UBLink
ホームネットワークにおける 機 器 間 の 相 互 接 続 の 主 な 規 格 として、ECHONET、KNX、CEB
us、HAVi、UPnPなどがある。これらの 規 格 は 家 電 の 間 でやりとりされるメッセージのフォー
マットやプラグアンドプレイなど、 比 較 的 低 レベルに 位 置 する 機 能 に 焦 点 を 絞 っている。これらの 混 在
状 況 を 想 定 し、リビングを 中 心 とした 情 報 家 電 の 利 用 を 支 援 するために 情 報 家 電 ミドルウェアUBLi
nkが 提 案 されている。
[IPSJ Magazine Vol.48 No.1 Jan. 2007, pp.53-58]
(5) 関 連 標 準 化 団 体
環 境 の 情 報 的 構 造 化 は 高 度 に 複 合 的 なシステムであるので、これを 統 一 的 に 扱 う 標 準 団
体 は 現 時 点 では 存 在 しないし、また、 将 来 においてもこれだけで 標 準 コンソーシアムを 設 立 することは
難 しいであろう。 既 存 の 様 々な 標 準 関 連 団 体 の 動 向 を 取 り 入 れつつ、また 影 響 力 の 強 い 団 体 で 標 準 提 案
を 進 めるというアプローチになるであろう。 関 連 する 主 な 国 際 標 準 団 体 としては、 例 えば 下 記 のような
ものがある。
・ANSI(American National Standards Institute)
・EIA(Electronic Industries Alliance)
・ICANN(The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)
・IEC(International Electrotechnical Commission
・IEEE(Insitute of E;lectrical and Electronics Engineers)
・ISO(International Organization for Standardization)
・ISOC(Internet SOCiety)
・ITU(Internationl Telecommunication Union)
・JIS(Japanese Industrial Standards)
・OMG(Object Management Group)
・W3C(World Wide Web Consortium)
152

3.3 シナリオ 事 例 に 基 づく 検 討
3.3.1 基 本 フレームワーク
標 準 化 を 進 めるためには、 当 然 ながらその 分 野 を 構 成 する 要 素 、 事 柄 について、 十 分 な 定 義 がなされ
ていることが 必 要 である。 一 方 で、 環 境 の 情 報 的 構 造 化 が 関 わる 要 素 や 事 柄 は、 実 際 にはロボット 分 野
だけにとどまらず、 電 子 ・ 通 信 ・ 情 報 はもちろん、 土 木 ・ 建 築 さらには 一 般 社 会 的 な 事 物 も 含 まれる。
さらに、 環 境 の 情 報 的 構 造 化 はまだ 発 展 途 上 のコンセプトで、これがどこまで 何 を 含 むのかは 未 確 定 な
部 分 がたくさんある。この 段 階 で 環 境 の 情 報 的 構 造 化 の 体 系 的 な 定 義 を 行 うことは 難 しい。 今 回 は 本 報
告 で 集 められたシナリオ 事 例 に 共 通 するものと 個 々の 環 境 に 特 徴 的 ・ 代 表 的 な 標 準 化 要 素 についてのみ
議 論 する。
最 初 に 環 境 の 情 報 的 構 造 化 に 特 徴 的 な 要 素 、 事 柄 について 基 本 フレームワークの 分 析 を 行 っておく。
(1) 屋 外 であれ 屋 内 であれ、ロボットが 用 いられ、 作 業 をする 空 間 を 環 境 とよぶ。
(2)その 中 でロボットが 作 業 を 行 う 上 で 有 用 な 情 報 を、その 作 業 をロボットが 行 う 環 境 のその 場 所 で
得 られるように 構 造 付 けしておくことを 環 境 の 情 報 的 構 造 化 と 呼 ぶ。
(3)それぞれの 情 報 の 配 置 、 読 み 出 しあるいは 書 き 込 みは 電 子 的 な 道 具 と 手 段 で、また 情 報 の 記 述 は
記 号 的 に 行 なわれる。
(4) 情 報 を 利 用 するための 処 理 装 置 ( 多 くはコンピュータ)は、ロボット 本 体 に 搭 載 されるものもあ
れば、 環 境 側 におかれるものもある。
(5) 情 報 の 読 み 出 し・ 書 き 込 み 装 置 と 情 報 処 理 装 置 の 間 の 情 報 的 接 続 は、 通 例 、いわゆるコンピュー
タネットワークを 利 用 して 行 なわれる。このネットワークは 物 理 的 インフラストラクチュアとして
環 境 に 埋 め 込 まれることが 想 定 されるが、それにはネットワークケーブルや 無 線 LAN が 用 いられる。
PLCやセンサネットワークも 有 望 なインフラである。
上 記 の 中 では、(3)は 情 報 交 換 のためのインタフェースデバイス、すなわち 手 段 としての 標 準 化 、
つまりロボットシステムのために 情 報 的 構 造 化 される 環 境 でどれを 利 用 するかという 観 点 での 標 準 化
を 含 むであろう。デバイスそのものは 汎 用 的 な 電 子 装 置 であろうから、デバイスそのものの 作 り 方 につ
いては、 現 時 点 では 標 準 化 の 直 接 的 対 象 ではないと 考 えるべきであろう。もちろん、 環 境 の 情 報 的 構 造
化 の 方 法 論 が 確 立 し、そのための 専 用 デバイスを 開 発 ・ 製 品 化 することが 得 策 となった 段 階 では、デバ
イスそのものの 標 準 化 もありえるのであるが、 現 時 点 ではそれを 検 討 できるほどの 状 況 にはないという
判 断 である。
同 様 に、(1)や(4)も 環 境 の 情 報 的 構 造 化 において 重 要 ではあるが、いわば 汎 用 品 が 主 体 で、こ
のレベルではロボットのためということで 情 報 的 構 造 化 のために 特 殊 化 される 部 分 はそう 多 くないで
あろう。ただ、(1)においては 物 理 的 な 構 造 化 も 含 めるとすれば、 移 動 ロボットのための 床 面 の 凹 凸 、
ドアの 幅 などの 建 築 仕 様 の 整 備 も 重 要 になってくる。
(2)と(5)が 環 境 の 情 報 的 構 造 化 に 関 わる 標 準 化 要 素 をたくさん 含 んでいる。
まず、(2)の 中 で、ロボットが 作 業 を 行 うために 有 用 な 情 報 というのは 情 報 的 に 構 造 化 された 環 境
を 効 果 的 に 利 用 するためのコンテンツであって、それらの 共 通 的 な 記 述 の 仕 方 の 部 分 と、コンテンツそ
のものの 記 述 要 素 が 標 準 化 の 対 象 となるであろう。 後 者 は 後 述 するような 個 別 応 用 的 な 事 柄 の 中 での 標
準 化 の 中 心 的 対 象 となるであろう。とくにロボットの 場 合 、ITと 異 なり、 実 世 界 の 物 理 的 な 作 用 を 伴
う 点 が 特 徴 的 である。すなわち、ロボットによるサービスはロボット 側 だけ、ロボットの 装 置 やプログ
ラムに 閉 じた 範 囲 の 情 報 だけでは 成 立 せず、ロボットが 動 き 回 る 空 間 やロボットが 操 作 する 対 象 物 体 に
関 する 情 報 も 必 要 となることである。このインタラクション 性 がRTの 本 質 であり、 環 境 構 造 化 に 期 待
される 部 分 でもあろう。この 場 合 、 共 通 的 な 記 述 の 仕 方 については(3)の 範 疇 にもまたがるもので、
個 別 応 用 的 な 内 容 の 多 様 性 を 考 慮 する 必 要 があり、 現 時 点 では 概 念 フレームワークとしてはオントロジ
ーの 方 法 論 、 具 体 的 な 記 述 形 式 としては 構 造 性 と 柔 軟 性 を 両 立 させたXMLを 共 通 的 な 手 段 とするのが
妥 当 であろう。
構 造 化 のやりかた 自 体 は、 基 盤 的 な 標 準 項 目 であろう。 建 物 や 道 路 などの 地 図 的 情 報 、 設 置 あるいは
配 置 されている 作 業 対 象 物 の 空 間 的 な 配 置 情 報 、これらの 絶 対 的 なあるいは 相 対 的 な 記 述 の 仕 方 など 現
段 階 では 全 く 未 定 である。GPSで 確 立 されている 標 準 はもちろん 重 要 であるが、 現 時 点 ではロボット
153

の 作 業 に 必 要 十 分 な 精 度 は 得 られていない。 特 定 のランドマークを 原 点 とした 相 対 的 記 述 の 利 用 が 現 実
的 であろう。その 場 合 はロボット 言 語 における 世 界 モデルや 最 近 ではSLAMで 提 案 されているものも
考 慮 する 必 要 があろう。
(5)の、 主 に 通 信 インタフェースに 関 わる 部 分 も、ほとんどは 既 存 の 体 系 を 利 用 するのでそれらの
標 準 化 は、 環 境 の 情 報 的 構 造 化 と 関 係 なく 進 められるであろう。 一 方 で、 現 実 に 利 用 可 能 なインタフェ
ースデバイスはRFIDタグだけでなく、 多 岐 に 渡 る。それぞれのデバイスは、 利 用 目 的 すなわちロボ
ットのどのような 作 業 の 中 で 必 要 な 情 報 をやりとりするのかということに 応 じて 適 切 なものが 利 用 さ
れるであろう。 環 境 の 構 造 化 の 具 体 的 な 姿 、 実 用 レベルのものが 提 案 されるようになった 段 階 で、 特 定
のデバイスの 使 用 を 標 準 として 提 案 できるようになると 考 えられる。
3.3.2 公 共 空 間 で 想 定 される 標 準 化 要 素
公 共 空 間 は、 空 間 の 各 場 所 が 持 つ 機 能 が 比 較 的 明 確 であろう。 空 間 の 整 備 もしやすいと 考 えられる。
さらに、 公 共 事 業 によるものが 多 く、 全 国 で 類 似 のスペックを 共 通 的 に 導 入 することが 比 較 的 容 易 と 考
えられ、これらでの 実 装 事 例 からデファクトスタンダート 的 なものをそろえていくことは 十 分 に 考 えら
れよう。
例 えば 図 書 館 であれば、 扱 う 対 象 も 書 籍 とその 類 似 物 に 限 定 可 能 なので、 空 間 構 造 化 のベーシックな
標 準 化 の 初 期 モデルとして 可 能 性 がある。 通 路 、 書 架 、 閲 覧 室 といった 機 能 の 異 なった 部 分 空 間 があっ
て、それぞれの 空 間 でロボットの 振 る 舞 いが 異 なり、 空 間 とリンクした 知 識 記 述 の 適 度 な 大 きさの 事 例
であろう。 移 動 ロボット 的 なもの 以 外 にも 監 視 カメラやタグリーダーなど、 機 能 の 明 確 なRT 要 素 の 導
入 が 容 易 に 想 定 され、デバイスレベルでの 標 準 化 のモデル 検 討 にも 適 するものがある。
商 業 空 間 については、 図 書 館 のモデルよりは 細 かな 部 分 が 多 く、 標 準 モデルを 合 意 的 にまとめる 手 間
は 多 いであろう。 一 方 で、 民 間 主 導 の 新 奇 なデザインやアイデアの 導 入 が 可 能 であり、 実 際 の 開 発 資 金
を 伴 った、ロボット 導 入 向 けのトップダウンな 環 境 構 造 化 が 実 装 される 可 能 性 もあり、デファクトスタ
ンダートよりは 提 案 主 導 の 標 準 戦 略 も 可 能 と 考 えられる。ただし、 実 装 内 容 については 本 報 告 書 のシナ
リオ 以 外 にも 様 々に 考 えられ、ここで 推 測 することは 困 難 である。
3.3.3 住 宅 環 境 で 想 定 される 標 準 化 要 素
まず 家 屋 の 全 体 そのものが 環 境 である。 構 造 化 のベースとして、 家 屋 の 図 面 的 情 報 がある。その 表 現
方 法 の 標 準 化 は 必 要 である。 家 屋 内 の 任 意 の 場 所 でロボットに 位 置 情 報 を 提 供 する 必 要 があるとすると、
その 手 段 、 情 報 内 容 、 表 現 方 法 も 標 準 化 しておく 必 要 がある。
家 屋 の 資 材 自 体 に 構 造 情 報 をもたせることも 可 能 である。 例 えば 壁 のパネルにRFIDタグのような
ものを 組 み 込 み、 家 屋 全 体 でのロケーション 管 理 、ロボットへの 情 報 伝 達 に 利 用 することが 可 能 である。
資 材 に 応 じた 様 々なRT 要 素 が 組 み 込 まれることも 想 定 され、それらとロボットの 連 携 方 法 に 関 わる
事 項 の 標 準 化 もある。 組 み 込 まれるRT 要 素 として、センサであれば、 開 閉 センサ、 施 錠 センサ、 生 体
認 証 センサなど、アクチュエータであれば 電 機 錠 、 自 動 ドア、 電 動 カーテン、 電 動 窓 など 様 々なものが
あろう。これらのセンサがロボットに 情 報 を 提 供 し、あるいはロボットからの 信 号 で 作 動 することが 想
定 され、その 場 合 に、それぞれのRT 要 素 としての 仕 様 の 記 述 、ロボットとのデータの 授 受 の 形 式 ・ 手
順 などが 標 準 化 の 対 象 であろう。また、 情 報 家 電 を 含 めた 家 電 系 の 標 準 化 を 十 分 に 配 慮 しておく 必 要 も
あろう。
住 宅 内 に 設 置 される 様 々な 家 具 についても 同 様 の 事 項 が 想 定 される。
3.3.4 作 業 現 場 で 想 定 される 標 準 化 要 素
作 業 現 場 という 環 境 の 一 番 の 特 徴 は、 環 境 の 状 況 が 時 間 とともにどんどん 変 化 することであろう。ま
た、 災 害 現 場 などのように、 通 路 や 壁 など、 他 の 環 境 ではデフォールトでベースとできるような 構 造 物
が 全 く 無 い 環 境 もある。このような 環 境 でどのような 情 報 がもとめられ、どのように 蓄 積 されていくの
か、 図 2.3.5-2の 大 都 市 大 震 災 の 人 命 救 助 における RT システム 活 用 と 環 境 構 造 化 の 図 にまとめ
られている。これらの 状 況 に 対 応 するための 情 報 インフラおよび 情 報 可 変 的 な 記 述 手 段 がこの 作 業 現 場
に 固 有 で 基 本 的 な 標 準 化 対 象 の 項 目 であろう。
環 境 に 物 理 的 に 付 随 したものではなく、ロボットともリンクはしないが、 災 害 時 の 避 難 誘 導 のような
154

ものも、 例 えば 地 下 街 やショッピングモールのような 環 境 が 持 つことが 好 ましい 構 造 的 情 報 に 加 えてよ
いであろう。
農 業 環 境 については、 災 害 のような 極 端 な 可 変 性 はないが、 環 境 の 構 造 化 に 必 要 なインフラがデフォ
ールトでは 備 えられていない 点 では 類 似 性 がある。 設 置 や 構 築 に 手 間 のかかる 情 報 インフラのハードウ
ェアを 導 入 することは 困 難 であるので、 簡 易 に 設 置 可 能 、あるいはポータブルな 情 報 機 器 設 備 を 利 用 す
ることが 想 定 される。これらが、 共 通 性 のあるものとして 標 準 化 の 候 補 となろう。 個 々の 作 物 レベルで
の 情 報 化 およびその 標 準 化 も 市 場 規 模 によっては 標 準 化 の 対 象 となることも 考 えられよう。
3.3.5 製 造 現 場 で 想 定 される 標 準 化 要 素
本 報 告 書 では 産 業 用 ロボットを 含 む 作 業 環 境 の 構 造 化 が 議 論 されている。 製 造 現 場 は 環 境 としては 今
回 の 検 討 対 象 の 中 では 最 も 整 備 されており、「 環 境 を 構 造 化 することで、 環 境 を 理 解 容 易 にすること。
最 終 的 には、 環 境 をインフラストラクチャとして、 深 い 知 識 なしに 利 用 可 能 とすること」という 環 境 構
造 化 の 定 義 が 可 能 な 世 界 である。 環 境 を 構 成 する 要 素 として、 表 2.4.1-1に 具 体 的 な5 項 目 が 示
されている。この 中 で 人 間 (Man)そのものの 標 準 化 は 難 しいが、 作 業 の 仕 方 を 対 象 とすればこれも 標
準 化 の 対 象 となりうるものであろう。 産 業 のための 環 境 なので、 挙 げられている5 項 目 のいずれも、 産
業 界 の 意 志 があれば 標 準 化 が 可 能 であろう。
具 体 的 な 検 討 提 案 として、つかみ 機 構 データベース、ビジョンセンサ 用 設 計 に 基 づく 部 品 ・ 環 境 設 計 、
作 業 者 の 動 作 情 報 のリアルタイム 計 測 ・ 予 測 とその 安 全 への 応 用 が 挙 げられている。
155

4. 調 査 研 究 の 成 果 (まとめ)
4.1 調 査 研 究 で 注 目 した 分 野 と 技 術
ロボット 産 業 を 製 造 業 中 心 から、 日 常 生 活 支 援 、 福 祉 、 公 共 サービスなど 非 製 造 業 分 野 へと 展 開 し、
いわゆる 次 世 代 ロボットを 新 たなロボット 産 業 を 創 成 することは、 経 済 産 業 省 の 新 産 業 創 造 戦 略 や 総 合
科 学 技 術 会 議 第 3 次 科 学 技 術 基 本 計 画 などの 重 点 課 題 にも 取 り 上 げられるなど、 国 の 重 要 施 策 の 一 つと
なっている。ここで、 高 い 技 術 レベルを 持 つわが 国 の 産 業 用 ロボットに 対 しても、 無 論 、 今 後 その 重 要
性 は 変 化 することはなく、その 技 術 力 を 維 持 ・ 発 展 させるための 努 力 がまた 同 時 に 求 められている。
こうした 状 況 下 で、 本 報 告 書 は、 次 世 代 ロボットの 新 たな 応 用 展 開 を 図 るために、 取 るべきロボット
技 術 開 発 の 方 向 を、 生 活 分 野 を 中 心 に、 公 共 分 野 、 住 宅 分 野 、 作 業 現 場 分 野 、 産 業 分 野 を 対 象 に 示 した
ものである。
この 報 告 書 で 注 目 した 技 術 は、ロボットが 行 動 する 環 境 を 情 報 的 に 構 造 化 する 技 術 である。
産 業 用 ロボットは、 製 造 業 の 広 範 の 分 野 で 作 業 の 自 動 化 ・ 省 力 化 に 導 入 され 生 産 性 の 向 上 に 貢 献 して
いる。こうした 状 況 の 背 景 には 産 業 用 ロボットそのものの 性 能 向 上 も 多 大 に 貢 献 しているが、それだけ
ではない。 産 業 用 ロボットが 使 われる 環 境 は、 機 能 の 限 られた 産 業 用 ロボットでも 機 能 が 発 揮 できるよ
うに、ロボットの 周 りの 環 境 をロボットが 作 業 しやすいように 整 える 努 力 がなされている。 例 えば、コ
ンベア 上 に 決 まった 位 置 に、 決 まった 時 間 に 決 まった 部 品 を 供 給 したり、また、そのための 専 用 のパー
ツフィーダを 設 計 するなどの 工 夫 である。 生 産 技 術 者 のこうした 努 力 が、 日 本 の 産 業 用 ロボットの 稼 動
実 績 を 世 界 一 にしたともいえる。
われわれはこのように、ロボットの 環 境 を 機 能 の 限 られたロボットでもその 性 能 を 発 揮 しやすいよう
に 整 えることを、 環 境 をロボット 向 きに 構 造 化 するあるいは 単 に 環 境 を 構 造 化 すると 呼 ぶ。 今 後 どんな
高 性 能 なロボットが 出 現 するとしても、 鉄 腕 アトムのような 万 能 ロボットで 無 い 限 り、ロボットが 性 能
を 発 揮 するには、 環 境 をロボット 向 きに 構 造 化 することは 不 可 欠 である。まして、 人 が 活 動 する 日 常 生
活 空 間 で 使 われる 日 常 生 活 支 援 ロボットの 場 合 は、その 環 境 の 複 雑 さ、 想 定 される 作 業 の 複 雑 さを 考 え
ると、なおさら 何 らかの 手 段 で 環 境 をロボット 向 きに「 整 える」ことは 避 けて 通 れない 問 題 である。この
ことは、 環 境 にGPSが 装 備 され、 自 動 車 のナビゲーション 技 術 が 普 及 したことからもあきらかである。
しかし、 環 境 をロボット 側 から 勝 手 に 変 更 できない 日 常 生 活 空 間 の 構 造 化 は、 産 業 用 ロボットとは 異
なるアプローチが 必 要 である。 人 が 生 活 している 環 境 であるから 工 場 のように 自 動 化 のニーズに 応 じて
勝 手 にレイアウトや 環 境 の 構 造 を 変 えることはできない。
そこで、 採 用 される 方 法 が、「 情 報 」を 手 段 に 環 境 を 構 造 化 することである。
ロボットが 環 境 で 行 動 するためには、 例 えば、ロボットが 環 境 のどこにいるかの 位 置 情 報 が 必 要 であ
る。ロボット 単 独 での 位 置 を 計 測 する 方 法 は、デッドレコニングなど、 種 々の 方 法 が 開 発 されているが、
正 確 な 位 置 計 測 法 は 今 のところない。こうした 中 で、 有 力 な 方 法 は 先 にも 自 動 車 でも 触 れた、GPSを
用 いる 方 法 である。この 方 法 は 環 境 側 にGPSを 装 備 し、 環 境 の 中 で 行 動 する 物 体 との 情 報 交 換 で 計 測
機 能 を 発 揮 する。このように、ロボットだけに 細 工 をするだけでなく、 環 境 にもロボットの 行 動 を 支 援
する 細 工 を 加 え、ロボットの 性 能 を 高 める 際 の、 環 境 側 に 細 工 を 加 えることを 環 境 の「 情 報 構 造 化 」と
この 報 告 書 では 呼 んでいる。
近 年 のユビキタスコンピュータ、ネットワーク 技 術 、 分 散 オブジェクトプログラミング 技 術 の 進 展 は、
ITベースの 情 報 構 造 化 を 可 能 にしつつある。
近 年 のわれわれの 住 む 環 境 には、ネットワークで 接 続 されたコンピュータや、RFIDタグが 埋 め 込
まれ、それを 介 してわれわれは 様 々なサービスを 受 けることができる。
環 境 のITインフラとロボットの 間 にもこうした 状 況 を 作 り 出 せば、ロボットに 新 しい 機 能 を 付 加 す
ることができる。
今 後 の、ロボットは 図 4-1に 示 すような 昔 のようなロボットの 中 に 置 かれたコンピュータのみによ
って 制 御 される 機 械 ではない。
156

セン
コン
ピュータ
ロボット
図 4-1 従 来 のロボットシステム
図 4-2に 示 すように 環 境 に 分 散 されたコンピュータとネットワークでつながり、 環 境 からのコンピ
ュータの 情 報 的 支 援 を 受 けて 機 能 を 発 揮 するようになる。ロボットに 付 加 すべき 知 識 も、どのコンピュ
ータに 入 れるかが 課 題 であり、こうした 知 識 記 述 のバリエーションは、ロボットの 知 能 化 に 新 たな 手 段
を 提 供 するものと 考 えられる。
われわれは、 図 4-2のロボットの 周 りの 部 分 ( 図 4-3 参 照 )を 環 境 とよび、そこにコンピュータ
やGPSを 装 備 し、 様 々な 知 識 を 格 納 して 様 々な 支 援 をネットワーク 経 由 でロボットに 与 えるものを、
情 報 構 造 化 された 環 境 と 呼 んでいる。
こうした 情 報 構 造 化 環 境 は、われわれの 生 活 空 間 に 将 来 はどのような 環 境 下 でも 共 通 なものが 一 つ 用
意 されるのが 理 想 であるが、 技 術 的 にそれは 現 時 点 では 困 難 なため、この 報 告 書 では、 社 会 的 に 応 用 分
野 の 広 い、 公 共 空 間 、 居 住 空 間 、 屋 外 空 間 、それに 産 業 現 場 にわけて、ロボットを 支 援 する 情 報 構 造 空
間 を 設 計 し、その 中 でのロボットが 発 揮 するサービスを 論 じている。
ユビキタスコンピュータ
通 信 ネットワーク
センサ
ICタグ
コン
ピュータ
ロボット
GPS
( 情 報 構 造 化 環 境 )
図 4-2 情 報 構 造 化 環 境 とロボット
ユビキタス
コンピュータ
ICタグ
通 信
ネットワーク
ICタグ
ICタグ
ICタグ
( 情 報 構 造 化 環 境 )
GPS
図 4-3 情 報 構 造 化 環 境
157

4.2 シナリオベースによる 開 発 技 術 の 明 確 化
本 報 告 書 は 環 境 の 情 報 構 造 化 ということを 新 技 術 に、 新 たなロボット 技 術 の 展 開 を 調 査 したことが 一
つの 大 きな 特 徴 であるが、もう 一 つの 特 徴 としてシナリオベースで 開 発 すべき 技 術 の 姿 を 記 述 したこと
である。
ロボット 技 術 の 常 として、 得 意 技 術 のみを 強 調 し、その 効 果 をデモし 宣 伝 する 傾 向 が 見 受 けられる。
例 えば 最 近 話 題 のパワースーツ 技 術 を 例 に 取 れば、その 装 着 、 調 整 に 一 般 に2,3 時 間 、 場 合 によって
はもっと 時 間 を 要 するのが 一 般 的 である。しかし、 人 にデモをするときは 装 着 された 状 態 で 重 いものを
持 ちあげる 場 面 だけを 見 せる。こうしたデモがマスコミなどでは 話 題 になっているが、 実 用 を 考 えると、
こうしたシステムは、 着 用 、 調 整 時 点 からの 使 い 勝 手 を 考 慮 しなければならないはずである。 例 えば、
看 護 士 がベッドから 人 を 抱 き 上 げ、 車 椅 子 に 委 譲 させる 際 にこうしたシステムを 使 う 場 合 、それを2、
3 分 で 行 うとすれば、その 装 着 に2 時 間 も3 時 間 もかかるシステムは 非 実 用 的 である。また、 限 られた
病 室 の 並 ぶベッドの 間 で 使 うにはガサバるシステムも 実 用 的 でない。
ロボット 技 術 は、 何 らかの 原 理 を 実 証 するという 学 問 の 性 格 上 、こうした 確 認 すべき 原 理 の 部 分 だけ
を、 強 調 してデモする 傾 向 があり、それが 一 般 のユーザにロボット 技 術 の 効 用 に 対 する 誤 解 を 与 えるこ
とがある。
この 弊 害 を 取 り 除 くために、 本 報 告 書 では、ユーザが 技 術 を 使 う 姿 を 詳 細 に 記 述 すること(シナリオ)
を 介 して、 開 発 すべき 技 術 課 題 を 明 らかにすることを 試 みた。すなわち 具 体 的 なユーザを 想 定 し、その
ユーザがどのようなタイミングで、 生 活 の 流 れの 中 でどのように 技 術 を 使 うかを 詳 細 に 記 述 することを
通 して、 開 発 すべき 技 術 を 明 らかにすることを 試 みている
これによって、 実 際 に 使 えるロボットの 技 術 開 発 が 推 進 されることを 期 待 している。
4.3 公 共 空 間 環 境 構 造 化 分 野
公 共 空 間 にロボット 技 術 を 導 入 し、サービスを 提 供 する 際 の 最 大 の 特 徴 は、 多 様 な 人 がその 空 間 に 出
入 りし、そこで 多 様 なサービス 提 供 が 求 められるということある。この 多 様 性 に 対 応 可 能 なRTサービ
スシステムを 導 入 するには、
1 人 の 属 性 や 行 動 、 特 性 などを 検 出 ・ 認 識 できること
2 人 と 柔 軟 にかつ 安 全 に 接 することができること
3 人 の 要 望 に 応 じて 適 応 的 に 行 動 し、サービスが 提 供 できること
4 導 入 によって 付 加 価 値 の 増 大 、あるいは 効 率 化 ・ 省 人 化 といったメリットが 見 込 めること
などの 条 件 を 満 たす 必 要 がある。すなわちこれらは、「 人 と 共 存 し、 人 ( 利 用 者 および 導 入 者 )の 多 様
な 要 望 に 応 えることができるサービスロボットの 要 求 仕 様 」と 言 える。
しかし、これらのいずれの 要 求 仕 様 を 見 ても、 個 々のサービスを 提 供 する 実 用 化 ロボットを 実 現 しよ
うとすると、 機 能 性 ・ロバスト 性 ・ 安 全 性 ・コストのいずれの 面 からも、ロボットを 構 成 する 要 素 技 術
の 知 能 化 、ロボット 単 体 の 知 能 化 のみでは 困 難 であり、 必 要 となる 知 識 や 情 報 、あるいは 情 報 処 理 機 構
( 知 能 )を 分 散 化 させ、それを 環 境 内 にも 配 置 し、 構 造 化 された 環 境 とロボットを 動 的 に 協 調 させて 動
作 させる 必 要 がある。
すなわち、 実 用 化 サービスロボットを 実 現 するには、ロボット 本 体 やそれを 構 成 する 要 素 技 術 のモジ
ュール 化 ・ 知 能 化 だけでなく、 知 能 化 されたモジュールを 分 散 化 ・ 外 部 化 (ロボットの 外 部 、すなわち
環 境 に 分 散 して 配 置 )し、ロボットとその 環 境 とを 状 況 に 応 じて 動 的 に 組 織 化 させることが 不 可 欠 であ
る。これをここでは、 環 境 構 造 化 と 呼 び、 構 造 化 された 環 境 を 含 む 知 能 化 を 考 える。
なお、ここで 環 境 とは、 床 や 壁 や 障 害 物 といった、いわゆるロボットが 動 作 する 空 間 のみならず、ロ
ボットがハンドリングする 対 象 物 や、ロボットが 接 する 人 なども 広 く 含 める。
一 言 で 公 共 空 間 と 言 っても、 場 所 によって、そこで 求 められるサービスも 異 なるし、RTを 導 入 する
者 のニーズも 異 なる。そこで、 公 共 空 間 を(1) 駅 ・ 空 港 、(2) 図 書 館 ・ 美 術 館 ・ 科 学 館 、(3) 商
業 空 間 、(4) 官 庁 ・オフィスに 分 類 し、それぞれの 空 間 において、ロボットの 利 用 者 (サービスを 享
受 する 人 )だけでなく、 導 入 者 からみたニーズを 正 確 に 把 握 するために、 以 下 のような 具 体 的 なシナリ
158

オを 設 定 し、その 中 でのRTの 活 用 という 観 点 から、ニーズをまとめ、 取 り 組 むべき 環 境 構 造 化 、 知 能
化 技 術 開 発 項 目 を 明 らかにした。
(1) 駅 ・ 空 港
・ 駅 ( 旅 行 に 出 かける 高 齢 者 夫 婦 )
・ 空 港 ( 外 国 人 ツーリスト)
(2) 図 書 館 ・ 美 術 館 ・ 科 学 館
・ 科 学 館 (バックヤードスタッフ, 案 内 ・ 受 付 スタッフ, 施 設 利 用 者 )
・ 美 術 館 ・ 博 物 館 (スタッフ, 美 術 学 芸 員 , 利 用 者 )
・ 図 書 館 ( 図 書 館 司 書 , 図 書 館 職 員 )
(3) 商 業 空 間
・ 商 業 空 間 ( 大 型 商 業 施 設 の 来 場 者 ( 買 い 物 客 ))
・ 商 業 空 間 ( 都 市 部 再 開 発 のデベロッパー)
(4)オフィス・ 官 庁
・ 官 庁 ( 市 民 利 用 者 )
・オフィス(オフィスビル 従 業 員 及 び 外 部 訪 問 者 )
以 上 の 公 共 空 間 におけるシナリオにおいて、 公 共 空 間 におけるRTの 導 入 、RTによるサービスの 提
供 を 考 えた 場 合 、 人 の 行 動 や 問 合 せを 認 識 しての 情 報 提 示 や 案 内 ・ 誘 導 、 人 や 荷 物 の 運 搬 ・ 操 作 、シス
テム 運 用 における 安 全 管 理 などに 関 わる 数 多 くの 様 々なニーズがあることが 明 らかになった。 特 に、 公
共 空 間 という 場 の 特 性 から、 多 種 多 様 な 人 やモノを 対 象 とした、 行 動 や 言 語 への 対 応 、 屋 内 ・ 外 空 間 で
の 広 範 囲 にわたる 移 動 、 認 識 とマニピュレーション、また、それらサービスの 運 用 と 利 用 における 安 全
性 の 確 保 などが 求 められる。
従 って、それぞれのニーズや 環 境 条 件 に 応 じて、 具 体 的 にどのような 環 境 構 造 化 を 行 うべきかが 異 な
ってくるものの、 基 本 的 にはロボット 単 体 の 知 能 化 や、それを 構 成 する 要 素 の 知 能 化 だけでは 実 用 化 シ
ステムを 構 成 することが 困 難 であることがより 明 確 となった。
各 公 共 空 間 における 環 境 構 造 化 による 知 能 化 技 術 をまとめると、 公 共 空 間 における 多 様 なニーズに 応
える 実 用 化 システムを 構 成 するためには, 次 の 技 術 が 必 要 となる。
(1) 環 境 側 からの 計 測 ・ 自 動 化 技 術
環 境 側 に 分 散 配 置 したセンサやアクチュエータ 等 による、 人 ( 集 団 / 個 人 )の 行 動 計 測 および 認 識 、
地 図 情 報 の 作 成 と 提 示 、サービスロボット 等 の 位 置 検 出 、 施 設 内 の 設 備 および 情 報 の 運 用 管 理 の 自 動 化
など
(2)サービスロボット 開 発 および 知 能 化 技 術
公 共 空 間 の 多 様 な 利 用 者 へのインタラクティブインタフェースおよび 情 報 端 末 としてのロボットの
開 発 技 術 、 音 声 認 識 ・ 合 成 ・ 多 言 語 対 応 対 話 技 術 、 案 内 ・ 誘 導 ・ 搬 送 等 のための 自 動 経 路 生 成 や 障 害 物
回 避 を 含 むナビゲーション 技 術 とマニピュレーション 技 術 、 長 時 間 稼 動 のための 高 出 力 バッテリや 自 動
急 速 充 電 技 術 、 公 共 空 間 内 に 配 備 される 種 々の 機 能 を 持 つ 多 数 のロボットを 対 象 とした 群 制 御 技 術 など
(3) 情 報 共 有 ・ 相 互 利 用 技 術
広 域 / 局 所 ネットワーク、 有 線 / 無 線 ネットワーク、センサネットワーク、ICタグ 等 の 情 報 通 信 ネ
ットワークおよびデバイスのシームレスな 接 続 による、 環 境 、ロボット、および、 利 用 者 も 含 めた 公 共
空 間 内 情 報 の 相 互 利 活 用 ( 情 報 収 集 、 提 供 、それらを 利 用 したサービスコンテンツの 開 発 など)
これらを 実 現 するためには、カメラ、レンジセンサ、GPS、 屋 内 GPS、RFID 等 のICタグ、
その 他 様 々なセンサシステム、センサノードとセンサネットワーク、 有 線 / 無 線 のネットワークなどを
環 境 に 設 置 することによって 構 造 化 する 必 要 がある。それにより、 知 識 を 知 能 モジュールに 分 散 化 し、
状 況 に 応 じて 知 能 化 された 環 境 とロボットとを 動 的 に 組 織 化 して 適 応 的 に 動 作 することを 可 能 にする
159

技 術 開 発 が 必 要 となる。
また、 人 とロボットとを 共 存 させるための 知 能 化 技 術 開 発 が 本 質 的 となる。これにおいても、サービ
スRTの 実 用 化 を 考 えると、ロバスト 性 、 安 全 性 、 適 応 性 、コストの 観 点 から、 知 能 化 された 環 境 が 人
の 属 性 や 行 動 を 把 握 し、それに 基 づきロボットを 動 作 させたり、ロボットが 人 を 認 識 して、 知 能 化 され
た 環 境 が 情 報 を 提 示 することを 可 能 にする 必 要 がある。
以 上 述 べた 具 体 的 なシナリオに 基 づくニーズの 分 析 、サービスシステムの 構 成 、および、その 実 現 に
必 要 となる 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技 術 を 検 討 した 結 果 、 公 共 空 間 における 実 用 化 サービスRTの 導 入 を 図
るには、 主 に 以 下 の 要 素 技 術 を 開 発 する 必 要 があることが 明 らかになった。
・ 安 価 な 屋 内 GPS 等 の 開 発 と,それによる 移 動 体 ( 人 ・ロボットなど)の 位 置 計 測 技 術 な
ど
・ 屋 外 での 地 図 情 報 作 成 ・ 提 供 とGPSとの 連 携 システムなど
・ 屋 内 外 を 含 む 移 動 環 境 における 地 図 情 報 ネットワークなど
・RFIDやセンサネットワーク( 視 覚 機 能 を 内 蔵 したものを 含 む) 等 による 人 の 認 証 、
認 識 、 行 動 計 測 、 行 動 認 識 、モノの 認 識 など
・ 音 声 認 識 ・ 発 話 、 多 言 語 翻 訳 など
・ 可 動 プロジェクタ 等 を 用 いた 動 的 な 情 報 提 示 技 術 など
個 々の 技 術 については 既 に 研 究 が 行 われているものもあるが、いずれも 単 体 の 要 素 技 術 開 発 だけでは
実 用 化 システムの 開 発 は 困 難 であり、 上 記 を 含 む 関 連 要 素 技 術 に 基 づいて 実 現 される 知 能 モジュールを
環 境 中 に 分 散 配 置 し、 相 互 利 用 を 可 能 とするネットワーク 化 、システム 化 を 行 うことで 環 境 構 造 化 を 実
現 する 必 要 がある。さらに、それらに 連 携 させることで、 以 下 の 知 能 化 技 術 開 発 を 行 う。
・ 移 動 技 術
人 のいる 環 境 で、 安 全 に 移 動 、 搬 送 する 技 術
・ 情 報 の 収 集 ・ 提 示 と、それを 利 用 したコミュニケーション 技 術
人 やロボットのサービスに 必 要 な 公 共 空 間 内 の 情 報 を 適 切 に 収 集 し、 提 供 する 技 術
・マニピュレーション 技 術
多 様 なモノのハンドリング 技 術
・ 安 全 管 理 技 術
公 共 空 間 内 のサービスにおいて、 利 用 者 、システムとも 安 全 ・ 安 心 に 利 用 、 運 用 するための 技 術
また、これらの 技 術 開 発 に 加 え、RTを 公 共 空 間 に 導 入 し、 積 極 的 に 実 証 実 験 を 行 うための 社 会 環 境
の 整 備 も 必 要 不 可 欠 である。
以 上 の 技 術 開 発 および 社 会 環 境 の 整 備 により 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技 術 が 推 進 され、 公 共 空 間 における
人 の 案 内 、 人 の 搬 送 、 情 報 提 示 、モノの 搬 送 をはじめとする 様 々なサービスを、RTの 導 入 によってロ
バストに 提 供 することが 可 能 になると 考 える。
4.4 住 宅 環 境 構 造 化 分 野
本 分 野 では、 以 下 の 視 点 で、2つの 状 況 を 設 定 し、 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 技 術 を 検 討 した。
(1) 高 齢 者 支 援 (エイジフリーな 生 活 空 間 )
21 世 紀 ビジョンで 謳 われている、「 健 康 長 寿 80 歳 」を 支 援 する 自 立 環 境 を 提 供 でき、 主 体 的 に 生 き
るためのRT 支 援 環 境 、すなわちエイジフリーな 生 活 空 間 インフラを 構 築 する 必 要 がある。
(2) 女 性 の 社 会 進 出 支 援 (ジェンダーフリーな 生 活 空 間 インフラ)
少 子 化 と 女 性 の 自 立 により、 現 在 でも 欧 米 のように 女 性 の 積 極 的 な 社 会 進 出 が 期 待 されている。 社 会
をともに 支 える 立 場 からは、 本 来 、 家 事 は 男 女 の 区 別 無 く 協 力 して 行 うべきものであるが、 両 者 共 に 家
事 に 割 ける 時 間 がなく 大 変 な 状 況 となってきた。 家 事 作 業 をロボットが 負 担 することで 生 活 にゆとりを
160

もたらすことが 可 能 になる。ジェンダーフリーな 社 会 システムとしての 家 事 、 育 児 等 のサポートシステ
ムの 充 実 とともに、RT 技 術 による 積 極 的 な 支 援 が 必 須 となる。すなわち、 共 働 き 家 庭 における、 人 間
的 家 庭 的 関 係 を 損 なうことなく、 安 心 して 社 会 活 動 ができる 環 境 が 必 要 となる。
さらに、 近 年 、 地 域 住 民 の 連 帯 感 が 希 薄 になってきており、かつては 住 民 共 同 で 実 施 されていた 防 犯
活 動 や 青 少 年 の 育 成 などが 次 第 に 行 われなくなりつつある。このような 中 、 健 全 な 地 域 社 会 の 維 持 、 安
全 確 保 のための 実 環 境 における 移 動 ・ 運 搬 を 伴 うRTサービス 技 術 も 重 要 である。 少 子 高 齢 化 により、
社 会 維 持 のための 通 学 路 立 ち 番 などの 人 手 確 保 が 困 難 になる 中 、 次 代 を 担 う 子 供 の 見 守 り、 高 齢 者 の 付
き 添 い、 地 域 巡 回 警 備 、 夜 間 帰 宅 時 の 女 性 の 護 衛 、 徘 徊 高 齢 者 の 遠 隔 での 状 況 確 認 など 等 へのRTサー
ビスの 導 入 、 実 世 界 環 境 におけるRT 移 動 技 術 、セキュリティ 技 術 の 実 用 化 は、 集 合 住 宅 、 戸 建 住 宅 、
地 域 の 清 掃 、ごみだしサービス、セキュリティサービスへの 展 開 も 期 待 できる。
このように、 環 境 構 造 化 によるRTビルトインサービスインフラの 提 供 により、トータル 社 会 コスト
の 低 減 により、エイジフリー、ジェンダーフリーの 生 活 環 境 が 実 現 できる。
以 下 に、 住 宅 環 境 におけるRT 環 境 構 造 化 ・ 知 能 化 に 関 して、 環 境 提 供 機 能 、ロボット 提 供 機 能 、 共
通 インフラ 機 能 、インテグレーションのためのシステム 機 能 についてまとめる。
(1) 環 境 提 供 機 能
1) 環 境 構 造 化 による 人 、 物 の 認 識 および 履 歴 情 報 の 獲 得 蓄 積
・ICタグの 利 用 による 存 在 状 況 、 利 用 状 況 の 管 理
・ 利 用 状 況 による 人 の 行 動 の 把 握
・ 屋 内 GPSなどの 測 位 機 能 による、タグ 付 けられた 物 品 、 人 、ロボットの 位 置 、 動 線 の 把 握 。 人 の 活
動 状 況 だけでなく、ロボットが 位 置 決 めをして 移 動 するために 利 用
2) 環 境 埋 め 込 み 型 ロボットサービス 例
・ 健 康 状 態 をモニタリングすることのできるトイレシステム
・ 天 気 と 連 動 した 雨 戸 ・ 窓 ・カーテンの 自 動 開 閉 システム
・インテリジェントキッチンによる 自 動 調 理 、 自 動 ゴミ 出 し、 食 洗
(3)ロボット 提 供 機 能
1) 搬 送 ・ 移 動 機 能
・ 不 整 地 移 動 機 能 ( 屋 内 、 屋 外 ( 新 聞 を 取 りに 行 く、ゴミステーションまでのゴミ 出 し))
・ 日 常 的 オブジェクト( 含 む、 洋 服 などの 柔 軟 物 )のハンドリング 機 能
・バックヤード 的 整 理 機 能
・ 清 掃 機 能
・ 異 常 検 知 の 際 の 威 嚇 ・ 通 報 機 能
2) 情 報 サービス 機 能
・コミュニケーション 機 能 : 音 声 対 話 、ジェスチャー、 行 動 による 違 和 感 のないコミュニケーション 機
能
・ 人 物 認 識 機 能
・ 対 象 物 認 識 機 能
・ 生 活 パートナーロボットとしての 外 部 情 報 の 通 知 、スケジュール 管 機 能
・ 趣 味 仲 間 とのコミュニケーション 支 援 (ロボットによる 遠 隔 会 議 )
・ 家 庭 内 行 動 のモニタリングによる 見 守 り( 通 常 と 異 なる 生 活 パターンが 観 測 された 際 には、 関 係 者 に
通 知 )。ロボットがアバターとして 連 絡
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・ 健 康 情 報 の 表 示 と 健 康 管 理
(4) 共 通 インフラ 機 能
1) 共 同 住 宅 インフラ
1 情 報 通 信 インフラ
人 とロボットとマンション 設 備 と 有 機 的 に 連 携 させるため、 人 間 とロボットの 状 態 をセンシングし、
そのデータをロボットコントローラに 伝 送 し、 適 切 な 処 理 の 後 、ロボットやマンション 設 備 に 指 令 を
送 る 仕 組 みが 重 要 である。これらの 情 報 の 流 れを 司 るのが 情 報 通 信 インフラでありマンションRT 化
の 要 である。
a. 有 線 ネットワーク
b. 無 線 ネットワーク
c.センサデバイス: 人 間 とロボットの 位 置 の 計 測 のためのセンサ
2 電 力 インフラ
3 建 築 その 他 のインフラ
a. 床
車 椅 子 が 快 適 に 移 動 できる 環 境 は 自 走 式 ロボットにとっても 快 適 だと 言 える。そのためには 段 差 の 無
い 床 、 開 閉 の 容 易 なドア 等 、 車 椅 子 利 用 者 にとって 快 適 な 建 物 構 造 が 重 要 である。
b.エレベータ
マンションにおける 自 走 式 ロボットの 場 合 、 階 の 移 動 は 人 間 用 のエレベータを 利 用 することが 自 然 で
ある。エレベータの 呼 び 出 しやドアの 開 閉 等 の 制 御 は、ロボットとの 通 信 で 連 携 することで、 時 間 的
にロスの 少 ない 効 率 的 な 誘 導 が 可 能 となる。
c. 照 明
d.ドア
環 境 情 報 構 造 化 のためのインフラは、 人 間 との 共 存 が 最 重 要 な 視 点 である。すなわち、 人 間 にとって
もロボットにとっても、 住 み 易 い 環 境 作 りがポイントとなる。そのためには、 従 来 の 人 間 専 用 として 作
られているマンション 等 の 既 存 インフラを 大 幅 に 改 造 することなしに、これらRTインフラを 追 加 する
ことが 望 ましい。この 観 点 から、 今 後 住 宅 環 境 で 大 量 に 利 用 される 建 材 は、 予 めセンサが 内 部 に 配 備 さ
れ、 機 能 上 もデザイン 上 も 人 間 にとって 快 適 な 物 が 量 産 されることになる。この 量 産 効 果 により、 当 初
はRTマンションの 実 現 がコスト 的 ・ビジネス 的 に 妥 当 なものとなっていくであろう。
(5)インテグレーションのためのシステム 機 能
1) 環 境 構 造 化 デザインのためのRTオントロジー
環 境 構 造 化 の 機 能 デザインにおける 研 究 課 題 の 一 つは、 人 を 取 り 囲 む 空 間 における、 人 の 意 図 とロボ
ットの 機 能 のマッピングである。ロボットが 人 を 理 解 し 状 況 に 合 わせたサービスを 行 うためには、 人 の
行 動 を「テキスト」とし、 状 況 を「コンテクスト」、ロボットの 機 能 を「アクション」として、オント
ロジーを 構 築 する 必 要 がある。
サービスの 構 造 化 に 対 して、 単 にサービス 提 供 のための 実 行 環 境 の 構 築 については 現 状 技 術 の 応 用 で
実 現 可 能 であると 思 われるが、ユビキタスなサービス 提 供 や 個 人 に 合 わせた 決 め 細 やかなサービス 提 供
のためには、 環 境 およびサービスをどのように 統 一 的 に 記 述 するか、すなわちオントロジー 言 語 の 問 題
や、そのオントロジー 言 語 といかに 連 携 するか、また、 個 々 人 の 趣 味 嗜 好 にあった 効 果 的 なサービス 提
供 のため 人 間 の 意 図 理 解 や 行 動 分 析 および 学 習 機 能 をどのように 実 現 するかなどが 課 題 として 挙 げら
れる。
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2) 階 層 化 RTサービス 環 境 構 築
RTアプリケーション、RT 応 用 システムの 開 発 に 際 して、サービスモデルおよび、アプリケーショ
ンならびにモジュールに 対 する 共 通 サービスを 提 供 する 階 層 化 したミドルウェアおよび 運 用 フレーム
ワークを 規 定 することにより、モデルベースの 設 計 が 可 能 となる。これにより、RT 開 発 成 果 の 相 互 利
用 を 促 進 し、ロボット 技 術 (RT)の 普 及 促 進 を 加 速 することが 可 能 となる。
・PART1:RTサービスモデル
・PART2:RTアプリケーションサービスミドルウェア
・PART3:RTコンポーネントサービスミドルウェア
3) 情 報 構 造 化 へのソフトウェア 課 題
ロボットは 物 理 属 性 ( 身 体 )を 持 つ、 実 世 界 と 相 互 作 用 するオブジェクトとして、 捉 えることができ
る。ロボットを 構 成 するRTは 今 後 さまざまな 形 で 社 会 に 浸 透 し、サービスアプリから、 機 器 組 込 まで、
さまざまな 形 態 でサービスを 提 供 し、 人 に 対 するサービスを 最 終 的 に 提 供 プロセスにおいて、 他 の 機 器 、
ロボット、 環 境 とネットワークを 介 して 物 理 的 、 情 報 的 協 調 を 行 わなければならない。
ITと 大 きく 異 なるのは、ITは 論 理 世 界 のタスクであるのに 対 して、RTは 実 世 界 情 報 を 扱 う 点 で
ある。すなわち、RTサービスソフトウェアは 実 用 化 に 際 しては、 上 記 述 べた 諸 課 題 を 解 決 する 必 要 が
あり、サービス 状 況 記 述 のためのRTオントロジーの 明 確 化 と 再 利 用 の 仕 組 み、RTミドルウェアのサ
ービス 規 約 とシステムフレームワークの 標 準 化 、 運 用 を 含 めたビジネスモデルの 構 築 実 施 が 強 く 求 めら
れている。
4.5 作 業 現 場 環 境 構 造 化 分 野
(1) 作 業 現 場 の 概 要
作 業 現 場 分 野 においては、 作 業 目 的 が 明 確 であり、 現 時 点 でビジネスとして 成 熟 していることなどか
ら、ロボット 化 や 環 境 構 造 化 に 期 待 する 事 項 としては、 効 率 が 優 先 される。しかしながら、 昨 今 の 情 勢
などから、 安 心 ・ 安 全 、 環 境 保 全 、 利 便 性 、 高 齢 者 支 援 ・ 援 助 などを 向 上 させることも 考 慮 しながら、
効 率 を 上 げることが 求 められてきているのが 大 きな 動 向 である。
(2) 議 論 内 容
ここでは、 作 業 現 場 としてRT 技 術 が 期 待 されている 分 野 として、1) 建 築 分 野 、2) 土 木 分 野 、3)
農 業 分 野 、4) 災 害 分 野 、が 挙 げられた。それぞれのサブ 分 野 における 作 業 の 特 徴 と、マーケット 形 態
を 明 らかにしながら、 以 下 のような11 個 のシナリオをベースに 議 論 を 行 うことで、 今 後 、 必 要 となる
環 境 構 造 化 技 術 の 洗 い 出 しを 行 った。それぞれの 分 野 における 特 徴 と 環 境 構 造 化 への 期 待 については、
各 章 にまとめた。
1) 建 築 分 野
1 現 場 監 督 のシナリオ
2 請 負 業 者 のシナリオ
2) 土 木 分 野
3 建 設 機 械 オペレータ
3) 農 業 分 野
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4 稲 作
5カンキツ 栽 培
6 高 設 栽 培 イチゴ
7トマト 栽 培
4) 災 害 分 野
8 大 都 市 大 震 災 での 救 助 支 援
9 地 下 街 のおける 化 学 剤 漏 洩 災 害 対 応
10 化 学 プラント 事 故 対 策
11 交 通 機 関 における 事 故 対 策
(3) 屋 外 作 業 の 特 徴
この 中 でも、 作 業 現 場 の 特 徴 としては、
・ 主 に 作 業 空 間 は 屋 外 である。
・ 空 間 に 広 がりを 持 った 環 境 が 対 象 で、 対 象 物 体 が 散 在 している。
・ 作 業 は 主 に 一 過 性 であり 恒 常 的 ではない。
などが 上 げられる。
(4) 必 要 となる 環 境 構 造 化 技 術
これらの 特 徴 から、 屋 内 環 境 における 作 業 とは 異 なり、 環 境 構 造 化 を 作 り 込 むが 比 較 的 に 困 難 である
反 面 、 作 業 と 物 体 が 空 間 に 広 がりを 持 つために、 以 下 のような 項 目 に 対 する 共 通 要 素 が 多 く 認 められた。
1) 物 や 人 の 管 理
・ 位 置 管 理
・ 認 証
2) 情 報 支 援 技 術
・ 通 信 技 術
・ 情 報 提 示 技 術
3) 物 理 操 作 支 援 技 術
・ 物 体 の 移 動 ・ 搬 送
・ 物 体 のハンドリング
(5) 技 術 内 容
1) 物 や 人 の 管 理 のための 現 状 の 位 置 管 理 技 術 としては、 屋 外 であれば、D-GPS、RTK-GPS
などの 技 術 により 数 cm 精 度 での 位 置 精 度 は 可 能 となってきているものの、 建 造 物 などがあり 衛 星 の
電 波 の 届 かない 環 境 では、 位 置 精 度 が 取 れないなどの 問 題 が 指 摘 されており、この 分 野 の 技 術 開 発 が
求 められる。また、 認 証 システムとしてはICタグが 多 く 用 いられ 始 めているが、 金 属 物 体 に 近 い 場
合 や 水 分 を 多 く 含 む 物 体 の 回 りでは、 電 波 状 態 が 悪 く 認 識 できないなどの 問 題 を 解 決 する 必 要 がある。
2) 次 に 情 報 支 援 技 術 としての 通 信 技 術 としては、 屋 外 での 安 定 な 通 信 を 実 現 するための 技 術 として、
UWBなどが 開 発 されているが、 通 信 距 離 などを 考 えると、 更 なる 技 術 開 発 が 必 要 と 言 わざるを 得 な
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い。また、 情 報 を 提 示 するための 装 置 としても、PDAやHMDなどが 考 えられているものの、 実 際
の 作 業 現 場 で 作 業 しながら、 作 業 に 支 障 のないように 情 報 を 提 示 する 技 術 はまだ 発 展 途 上 である。
3) 物 体 操 作 支 援 技 術 であるが、 建 築 や 土 木 分 野 のように 作 業 内 容 によって 取 り 扱 う 職 種 が 明 確 に 分 け
られている 分 野 と、 農 業 分 野 のように、 一 人 の 人 が 全 ての 作 業 を 行 う 業 種 など、 分 野 によって 求 めら
れる 操 作 支 援 技 術 内 容 が 大 きく 異 なるため、 各 分 野 の 各 業 種 の 中 で、 本 当 にロボットに 必 要 とする 作
業 であり、かつ、 人 件 費 と 競 争 しても 勝 てる 付 加 価 値 、ビジネスモデルなどを 考 慮 に 入 れながら、 対
象 作 業 を 明 確 にする 必 要 があると 思 われる。
(6)まとめ
屋 外 作 業 において、 作 業 空 間 が 広 い 中 で 環 境 構 造 化 を 行 うためには、 屋 外 と 屋 内 のシームレスな 環 境
構 造 化 インフラを 構 築 する 必 要 がある。 特 に 位 置 情 報 インフラとしては、 現 在 ある 衛 星 のGPS 信 号 を
受 け 取 ることを 可 能 としつつ、 屋 内 でも 同 じ 機 器 で 位 置 情 報 を 受 けられる 仕 組 みが 必 要 であると 考 える。
このような 枠 組 みで 考 えると、 特 定 の 作 業 空 間 のための、その 中 のロボットのためだけの 閉 じられた
インフラ 整 備 ではなく、 社 会 インフラとして 側 面 を 見 ながら、 例 えば 携 帯 電 話 などにも 使 われるインフ
ラ 技 術 を 想 定 し、インフラ 技 術 を 必 要 とするビジネスが 十 分 な 需 要 がある 市 場 を 想 定 しながら、そのイ
ンフラを 供 給 するための 国 策 が 必 要 不 可 欠 であると 考 える。
4.6 産 業 用 環 境 構 造 化 分 野
単 体 のロボットに 作 業 達 成 に 必 要 な 知 能 をすべて 持 たせようとするのではなく、その 周 りの 環 境 を、
ロボットが 行 動 しやすいように 整 備 することによって、 環 境 を 含 むロボットシステム 全 体 で 必 要 な 知 能
を 実 現 する、というのが 環 境 構 造 化 の 考 え 方 である。
この 考 え 方 は、 産 業 用 分 野 では 決 して 目 新 しいものではない。ロボットはあくまで 生 産 システムを 構
成 する 一 要 素 であるから、これは 当 然 である。
しかし、 自 動 車 産 業 をはじめとする 大 企 業 だけでなく、 中 小 企 業 やロボット 未 導 入 産 業 に、ロボット
の 市 場 を 拡 大 する(すなわち、これらの 産 業 がロボットの 恩 恵 を 享 受 できるようにする)ためには、も
っと 手 軽 に 利 用 でき、そして、 投 資 対 効 果 の 高 い 環 境 構 造 化 技 術 が 必 要 である。
幸 いにして、 近 年 の 通 信 ・ネットワーク 技 術 、ユビキタスコンピューティング 技 術 の 急 速 な 発 達 によ
り、 従 来 にない 高 度 なレベルでの 環 境 構 造 化 が、 低 コストで 実 現 できるようになりつつある。
これを 踏 まえて、2.4 節 では 産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 の 研 究 課 題 の 掘 り 起 こしを 行 った。こ
のとき、 作 業 者 ・ 作 業 対 象 ・センサ・エンドエフェクタなど、ロボット 本 体 から 見 た 外 部 のものすべて
を「 環 境 」と 捉 えることで、 関 連 する 技 術 課 題 をこれらの 間 のインタフェース 問 題 として 理 解 すること
ができることを 示 した。
そして、 産 業 用 分 野 におけるロボット 利 用 時 の 問 題 のヒアリング 結 果 を 参 考 に、9つの
技 術 課 題 を 設 定 した。これらはいずれも、ロボットおよびロボット 設 備 の 設 計 ・ 運 用 において、 現 実 世
界 の 多 様 さ・ 複 雑 さに 起 因 する 諸 問 題 を、 環 境 構 造 化 のアプローチを 利 用 したシステム 全 体 の 知 能 化 に
よって 解 決 しようとするものであると 言 える。
1) 作 業 構 築 を 中 心 とする 環 境 構 造 化
1 汎 用 つかみ 機 構 の 開 発
2 掴 み 機 構 データベースの 構 築
3エンドエフェクタ 制 御 動 作 環 境 の 充 実
4ロボット・ 環 境 配 置 設 計
5 教 示 自 動 化 のための 情 報 埋 め 込 み
6 環 境 構 造 化 による 物 流 インタフェース 支 援
2)ビジョン・センシングを 中 心 とする 環 境 構 造 化
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7DfVision: ビジョンセンサ 用 の 設 計
8ポカミス 防 止 のための 環 境 構 造 化
9 安 全 のための 作 業 者 の 動 作 計 測 ・ 予 測 とロボット 制 御
9つの 技 術 課 題 において 相 互 に 共 通 する 環 境 構 造 化 を 活 用 した 知 能 化 技 術 は 以 下 の 通 りである。
(1) 環 境 提 供 機 能
1 環 境 情 報 記 述 ・ 検 索 技 術
産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 の 活 用 に 当 たって、まずは 情 報 をどのように 記 述 し、 記 憶 するかとい
う 点 が 問 題 となる。 求 められる 機 能 を 実 現 するために 必 要 な 環 境 情 報 の 定 義 と、それを 表 現 する 記 述 法
が 課 題 となる。さらに、それを 記 憶 し、 必 要 に 応 じて 取 り 出 すための 検 索 技 術 も 必 要 となる。コンピュ
ータ 上 のデータベースを 利 用 する 場 合 と、 情 報 タグを 利 用 する 場 合 、およびそれらが 併 用 される 場 合 が
ある。
2 環 境 情 報 獲 得 技 術
環 境 構 造 化 の 実 現 のためには、 環 境 情 報 を 何 らかの 手 段 で 獲 得 することが 必 要 となる。
RFIDに 代 表 されるICタグ 技 術 による 物 体 特 定 手 法 、コンピュータビジョンに 代 表 されるセンシン
グ 技 術 が 基 本 であるが、Design for Visionのように、 環 境 情 報 獲 得 を 支 援 する 技 術
も 極 めて 重 要 である。なお、 技 術 には「 人 間 の 意 識 への 働 きかけ」まで 含 み、これが 安 全 確 保 技 術 とし
て 重 要 であることに 注 意 されたい。 産 業 用 分 野 では、 他 分 野 と 比 較 すれば 環 境 情 報 の 不 確 定 性 が 低 いの
で、 有 効 な 活 用 が 期 待 される。
3 環 境 情 報 利 用 技 術
環 境 情 報 が 獲 得 ・ 記 述 され 利 用 可 能 になった、すなわち 環 境 が 構 造 化 されたとしても、それだけでは
何 ら 意 味 はない。ロボットの 設 計 支 援 、システムの 構 築 支 援 、 運 用 支 援 などで 有 効 な 利 用 技 術 が 開 発 さ
れることで、 初 めて 環 境 構 造 化 のメリットを 享 受 できる。 産 業 用 ロボットの 導 入 における 最 大 の 問 題 点
は、 専 門 知 識 がなければロボットの 利 用 ができないことである。 環 境 構 造 化 は「ロボットが 環 境 の 手 助
けを 得 て 行 動 ができる」ことであり、 換 言 すれば、「ロボットの 利 用 が 容 易 になる」ことである。シス
テム 構 築 支 援 、 運 用 支 援 技 術 は 今 まで 軽 視 されてきただけに、 今 後 10 年 間 での 開 発 が 待 たれる。
(2)ロボット 提 供 機 能
産 業 用 ロボットは 機 能 提 供 機 器 として 研 究 開 発 されてきた 長 い 歴 史 を 持 つ。しかしながら、 多 くのロ
ボットではまだユーザインタフェースやシステム 要 素 としての 概 念 構 築 が 不 十 分 であることは、 本 報 告
書 でも 再 三 指 摘 した。 環 境 構 造 化 の 時 代 を 迎 えて、ロボット 提 供 機 能 の 再 構 築 が 求 められると 考 えられ
る。
・RTミドルウェアを 中 心 としたソフトウェアの 構 造 化
・ユーザインタフェースの 高 度 化
(3) 共 通 インフラ 機 能
共 通 インフラ 技 術 としては、 次 の4つの 段 階 を 持 つ。
1ロボット 機 器 開 発 者 用
2ロボット 利 用 システム 開 発 者 用
3ロボットの 動 作 プログラム 開 発 修 正 者 用
4ロボット 利 用 者 用
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それぞれの 段 階 で、 機 能 、 寸 法 、 利 用 方 法 などのデータの 提 供 、シミュレータの 提 供 などが 中 心 にな
ろう。この 中 で、3の「ロボットの 動 作 プログラム 開 発 修 正 者 」が 現 状 では 勘 とコツとに 頼 っているこ
とを 指 摘 しておく。
(4)インテグレーションのためのシステム 機 能
産 業 用 ロボット 応 用 分 野 においてのインテグレーションのためのシステム 機 能 の 中 心 はネットワー
クである。すでにORiNがあり、その 利 用 を 図 ることで 進 められよう。
それ 以 外 にも 多 くの 規 格 化 / 標 準 化 が 求 められる。
環 境 構 造 化 技 術 は、ロボットシステムを 構 成 する 多 数 の 要 素 を 対 象 とするものであり、 規 格 化 ・ 標 準
化 が 行 えるかどうかによって、その 実 現 性 や 実 現 レベルが 大 きく 左 右 される。エンドエフェクタ 関 連 技
術 に 見 られるように、 物 理 的 (ハードウェア 的 )な 規 格 化 ・ 標 準 化 と 情 報 的 (ソフト 的 )な 規 格 化 ・ 標
準 化 がともに 必 要 である。また、 安 全 技 術 のように、 単 に 技 術 的 に 可 能 であるというだけでは 不 十 分 で、
法 制 度 等 との 整 合 性 が 求 められる 課 題 が 存 在 する。
情 報 表 現 の 標 準 化 は 初 期 段 階 から 見 通 しのよい 概 念 を 構 築 していく 必 要 がある。そのためにはすでに
応 用 例 を 多 数 有 する 産 業 用 ロボット 応 用 分 野 で、サービス 分 野 などの 要 求 を 想 定 しつつ、 標 準 化 を 進 め
ることが 要 請 される。
(5)まとめ
産 業 用 分 野 は、 公 共 空 間 ・ 住 宅 ・ 屋 外 作 業 現 場 などの 分 野 と 比 べ、 環 境 構 造 化 技 術 を 導 入 しやすいこ
とは 明 らかである。 他 分 野 に 比 べれば、 作 業 対 象 や 環 境 の 不 確 定 性 は 少 なく、また、 環 境 を 作 業 達 成 の
ために 整 備 することの 支 障 も 少 ない。
したがって、 産 業 用 分 野 が 先 頭 に 立 って、 先 進 的 な 環 境 構 造 化 のアプローチを 推 し 進 め、その 効 果 を
明 らかにすることが 必 要 であると 言 える。 特 に、 従 来 では 充 実 した 生 産 技 術 部 門 を 持 つ 大 企 業 でしか 行
えなかったようなことが、 環 境 構 造 化 によって、 中 小 企 業 でも 実 施 可 能 になる、といった 成 果 が 期 待 さ
れる。
産 業 用 分 野 における 環 境 構 造 化 で 必 要 となる 技 術 の 中 には、 位 置 測 定 技 術 や 人 ・ 物 体 の 認 識 技 術 、 物
体 の 把 持 ・マニピュレーション 技 術 など、 他 分 野 と 重 なる 部 分 も 多 い。 産 業 用 分 野 から、 環 境 構 造 化 に
よる、システムとしての 知 能 の 実 現 を 図 っていくことは、 極 めて 重 要 であると 考 えられる。
4.7 環 境 構 造 化 における 標 準 化
環 境 それぞれで 特 殊 な 情 報 があることが 良 く 分 る。 災 害 現 場 のような 非 整 備 環 境 、 農 業 現 場 のような
既 存 建 造 物 がほとんどない 環 境 、 公 共 空 間 のような 明 確 な 構 造 付 けが 比 較 的 容 易 な 環 境 、 住 宅 のような
個 人 的 な 条 件 への 依 存 性 が 極 めて 強 い 環 境 など、 環 境 の 多 様 性 は 明 らかである。それぞれの 環 境 ごとに
適 した 工 学 的 な 手 段 でローカルに 構 造 化 されたその 上 に、さらに 異 なった 環 境 を 動 き 回 るロボットが 異
なったローカルな 構 造 へ 対 応 するシームレスな 手 段 もまた 必 要 となる。 環 境 構 造 のユニバーサルデザイ
ン、 作 業 構 造 のユニバーサルデザインといったメタ 構 造 の 標 準 化 、NRFで 提 案 されている 異 種 LAN
のブリッジング 標 準 などのアプローチがこのような 状 況 に 対 応 するものであろう。
現 時 点 で、 環 境 構 造 化 の 産 業 的 実 装 例 はないが、ロボット 技 術 と 情 報 技 術 が 融 合 した 大 きな 産 業 とな
る 可 能 性 は 高 く、 動 向 をウォッチしておく 価 値 はある。 各 環 境 ごとの 標 準 化 は、それぞれの 環 境 におけ
る 実 装 が 産 業 となりうる 見 通 し、 製 品 の 共 通 化 への 業 界 ニーズの 高 まりに 応 じて 検 討 すべきものと 考 え
る。
167

5. 調 査 研 究 の 今 後 の 課 題 及 び 展 開
5.1 今 後 の 課 題
環 境 の 情 報 構 造 化 技 術 が 手 がけるべき 課 題 は 多 い。 本 報 告 書 は、 情 報 構 造 化 に 伴 う 技 術 課 題 を 整 理 し
たもので、 今 後 は、それを 実 現 するための 技 術 課 題 を 一 つ 一 つ 解 決 していく 努 力 が 必 要 である。
環 境 構 造 化 は、これまでのロボット 技 術 とは 異 なった 視 点 からの 問 題 へのアプローチが 必 要 とされよ
う。また、それが、ロボット 技 術 に 新 たな 展 開 、 可 能 性 をもたらすものと 考 えられる。
課 題 は 多 いが、ここでは 次 の3 点 を 指 摘 しておく。
1)まず 第 一 はシナリオの 精 密 化 、およびリアリティを 高 めることである。 技 術 開 発 の 基 になるシナリ
オにSF 的 な 技 術 課 題 が 含 まれていたのでは、 現 実 の 技 術 開 発 課 題 として 取 り 上 げられない。 近 未 来
の 技 術 進 展 を 的 確 に 予 測 し、その 技 術 の 枠 内 で 具 体 化 できるシナリオを 想 定 すべきである。また、 得
意 技 術 の 部 分 ばかりが 強 調 されないように、 生 活 の 流 れの 中 で、 技 術 が 適 切 に 使 われるシナリオを 描
く 必 要 がある。
2) 第 2に 重 要 な 技 術 として、 情 報 構 造 化 環 境 として 装 備 すべき 基 本 技 術 として、 環 境 の 中 で 行 動 する
ロボットの 位 置 の 計 測 技 術 を 確 立 することである。 近 年 、 室 内 GPSの 技 術 も 進 展 しているが、 環 境
内 に 存 在 する 物 体 の 材 質 に 計 測 結 果 が 左 右 されるなど、ロボット 技 術 側 からみて 必 ずしも 使 い 勝 手 が
良 くない。 多 様 な 位 置 の 計 測 技 術 を 検 討 し、ロボット 向 きにロバストな 技 術 を 確 立 する 必 要 がある。
3) 第 3に 指 摘 したい 課 題 は、 環 境 へロボットに 有 用 な 知 識 をいかに 埋 め 込 むかである。 将 来 のロボッ
トシステムは、 従 来 のようにロボットだけがコンピュータを 持 っているわけではない。ロボット 内 に
も 複 数 のコンピュータがあり、また、 環 境 にも 多 数 のコンピュータが 配 置 され、それらがネットワー
クで 接 続 された 分 散 構 造 を 持 っている。ロボットに 必 要 な 知 識 も、 従 来 のようにロボットのコンピュ
ータに 入 れるのではなく、 入 れるべき 可 能 性 のあるコンピュータが 多 数 存 在 する。どの 知 識 をどのよ
うな 形 式 でどこに 入 れるかを 適 切 に 判 断 して、システムを 設 計 しなければならない。これを 具 体 化 す
るソフトウェア 技 術 は、 分 散 オブジェクト 技 術 が 強 力 な 手 段 を 提 供 すると 考 えられるが、こうした 技
術 を 背 景 に、ロボットのための 新 たな 知 能 化 技 術 を 確 立 する 必 要 がある。
5.2 今 後 の 展 開
今 後 の 展 開 としては、 環 境 構 造 化 技 術 を 将 来 どのように 導 入 するかに 触 れておきたい。 環 境 構 造 化 技
術 はインフラ 技 術 である。その 中 で 行 動 するロボットを 支 援 する 機 能 を 持 つが、ロボットのサービスが
異 なる 場 合 に、 異 なる 構 造 化 環 境 が 必 要 になるのでは、 環 境 を 構 造 化 する 意 味 が 無 い。 理 想 としてはど
のようなサービスを 提 供 するロボットに 対 しても 共 通 に 使 える 構 造 化 環 境 が 用 意 されるべきであるが、
それは 技 術 的 には 困 難 であるとして、 用 途 別 、 環 境 別 には 共 通 なものが 用 意 される 必 要 がある。
例 えば、 公 共 空 間 のような 場 合 は、 公 共 施 設 を 管 理 する 自 治 体 などが 整 備 し、ロボットが 導 入 しやす
い 環 境 を 社 会 に 整 えていくことが 必 要 であろう。
一 方 、 居 住 空 間 の 場 合 は、 基 本 的 には 現 在 、2LDKや3LDKといった 住 宅 標 準 が 用 意 されている
ように、 住 宅 標 準 として 普 及 していくものと 考 えられる。2LDKや3LDKは 日 本 住 宅 公 団 が 社 会 に
若 年 夫 婦 が 購 入 できる 住 宅 を 供 給 するという 思 想 の 基 に、 国 策 で 普 及 したものであるが、 居 住 空 間 の 構
造 化 環 境 も、マンション、アパートといった 集 合 住 宅 でまず 大 量 に 取 り 入 れられ、その 後 、 一 戸 建 て 住
宅 へと 展 開 するものと 考 えられる。
その 普 及 を 支 えるために 重 要 なことは、 標 準 化 である。どのようなロボットにも、また、 誰 が 開 発 す
るロボットにも 共 通 に 使 える 情 報 構 造 化 環 境 を 整 備 するには、どのようなロボットにも 接 続 可 能 なネッ
トワーク、ソフトウェア、インタフェースの 標 準 化 が 重 要 である。この 標 準 化 は、ある 程 度 環 境 情 報 構
造 化 技 術 が 成 熟 し、 実 用 化 の 目 処 がついた 段 階 で 展 開 されなければならない 重 要 課 題 である。
本 報 告 書 では、こうした 標 準 化 に 進 む 第 一 歩 として、 現 在 、ロボットで 進 められている 標 準 化 技 術 に
ついて 調 査 した。これからのロボットは、すでに 上 でも 指 摘 したようにロボット 単 体 で 動 くことは 無 い。
複 数 のロボット、 複 数 のロボットとユビキタスコンピュータ 群 、などがネットワークで 接 続 され、それ
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らの 連 携 で 動 く。また、ロボット 自 身 も、 組 み 込 みプロセッサの 組 み 込 まれた 機 能 モジュール 群 のネッ
トワークを 介 した 連 携 で 構 成 され、 機 能 する。そのためには、 特 にロボット、 機 能 モジュールに 内 蔵 さ
れたソフトウェアの 接 続 性 が 重 要 で、この 接 続 性 を 保 障 するために、ソフトウェア 同 士 を 接 続 すること
を 可 能 にするミドルウェアが 必 要 である。このミドルウェアは 現 時 点 で、ネットワークに 接 続 されるロ
ボットのためのものや、 機 能 モジュールを 接 続 するためのもの、 産 業 用 ロボットを 連 携 させるためのも
のなどが 開 発 されており、 本 報 告 書 にまとめられている。
環 境 構 造 化 にはそこに 装 備 される 機 能 モジュールや、 知 識 モジュール 間 の 接 続 性 は 必 須 の 機 能 であり、
そのためにはモジュール 間 の 接 続 性 を 保 障 する 標 準 化 技 術 の 確 立 が 不 可 欠 であるが、 上 述 したように、
これらの 標 準 化 は、 環 境 構 造 化 技 術 が 成 熟 した 段 階 で、 本 報 告 書 で 調 査 したミドルウェアの 標 準 化 技 術
をベースに 展 開 されると 予 測 される。 本 報 告 書 はそのためのベースを 提 供 することになろう。
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- 禁 無 断 転 載 -
システム 技 術 開 発 調 査 研 究
18-R-4
次 世 代 ロボット 技 術 (RT)の 環 境 構 造 化 に 関 する
調 査 研 究 報 告 書
平 成 19 年 3 月
作
成 財 団 法 人 機 械 システム 振 興 協 会
東 京 都 港 区 三 田 一 丁 目 4 番 28 号
TEL03-3454-1311
委 託 先 名 社 団 法 人 日 本 ロボット 工 業 会
東 京 都 港 区 芝 公 園 三 丁 目 5 番 8 号
TEL03-3434-2919
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