システムズ・アンドロイドロボティクス

2018.11.09

研究テーマ

アンドロイドロボットの機械工学を基軸とする超域研究領域として提唱するシステムズ・アンドロイドロボティクスについて解説します．

概要

システムズ・アンドロイドロボティクスとは，機械工学を基軸とする超域研究領域として石原が提唱しているアンドロイドロボット研究の枠組みであり，様々なレベルのシステムとしてアンドロイドロボットを捉えることで，本質的な研究課題の発見や，解決，そして応用を促進しようとするものです．下の図のように，特に，柔軟素材と電気機械要素からなるアンドロイドの身体機械システム，そのアンドロイドと人が親密に関り合う対人関係システム，そしてアンドロイドの対人性能向上により情報学や心理学，産業界や医療福祉分野などが分野共創的に価値を与え合える研究と産業のエコシステムの３つのシステムを重視しています．

システムズ・アンドロイドロボティクスが対象とする３つのシステム

挑戦目標

分野毎に異なる課題に挑むことになりますが，基軸となるのは，多様な機能が相乗効果的に搭載されている人体のように高い感知・表現力を備える人工身体システムを作り上げるという機械工学的挑戦です．下の図に，分野毎の挑戦課題を示しています．人から質・量ともに豊富な情報を得られるようにするにはロボットをどのように操ればよいかという情報学的挑戦は，機械工学領域の挑戦を通じたロボット身体機能の根本的かつ効果的な向上を伴うことなしには発展がありません．また，ロボットとの触れ合いにおいていかなる心理・行動変容が人に生じるかを分析しようとする心理学的挑戦も，機械工学領域の挑戦によってロボット身体の詳細な作り分けや再現性確保がなされなければ，ケーススタディに留まり，深い考察が行えません．加えて，上記のような学術分野との共創を通じて開発される人体に近い身体システムの要素デバイスは，その特徴を生かし，それぞれに別の形態として人社会の課題の解決に資する技術として転用可能だと考えます．

システムズ・アンドロイドロボティクスの挑戦目標

背景課題と意義

これまでのアンドロイドロボットは，多分に職人芸的な手作業に頼って開発されていたため量産性や再現性に乏しく，また機械性能評価の指標がないため，様々な仕様のロボットが十分な性能比較もなされないまま乱立していました．さらに詳細かつ定量的な仕様説明もないロボットを用いた種々の実験の結果は，深い考察や他ロボットへの転化が困難なケーススタディになりがちでした．ケーススタディすら乏しかったアンドロイドロボット黎明期はすでに過ぎ，さらなる発展を遂げるためにケーススタディを超えた理論体系の構築が必要とされています．

システムズ・アンドロイドロボティクスは，その要請に応えようとするものです．柔軟に多様な動作を実現する骨格機構や感知・呈示機能に優れる高機能皮膚などの身体要素の開発手法や制御法の確立によって性能の底上げを図り，また，身体システムの表現力や人らしさ，触れ合いやすさ，親しみやすさの定量的評価法を定めることによってアンドロイドロボットの個体間性能の優劣比較や，問題箇所あるいは改善度を定量的に把握することを可能にする試みを推進します．このように仕様が定まったロボットを使用した実験研究であれば，実験の結果の違いがどのような仕様の違いに起因するものであるかを精密に考察することが可能になります．さらに，人に近い構造の機能デバイスやそれを対象とした評価指標は，アンドロイドロボット以外の用途，例えば医工学（人皮膚に近い構造の触覚センサを模擬皮膚とした手術技能評価）や心理学（人物の表現力や親しみやすさの定量化）の分野においてもそれぞれに活用可能であることが期待されます．

アンドロイド独自の難しさ

アンドロイドロボットがどんなものかは容易に想像できる一方で，うまく造りあげるための方法論は確立されていません．特に，表現力や感知力といった他者との関係構築における基本かつ重要な機能が高機能化できないままになっています．その要因の一つは、アンドロイドの特徴でもある柔らかい被覆の取り扱いの難しさにあります．人の皮膚のように多彩な表現力や感知力を備える高機能被覆を実現するには，既存デバイスの単純加算ではない，新しい発想のデバイス開発が必要です．また，その被覆を効果的に活用するには，身体的な触れ合いが人とロボットの関係を変える機序も明らかにしなければいけません．