OCTOBER2007

No.11

第11号（平成19年10月）
内ベンチャー企業アクティブリンクなどが、実用に近い農作業支援のためのパワースーツ
システム情報科学専攻

准教授

田中孝之

１．はじめにパワースーツを発表しています。愛知万博でも出展され、マスコミでも取り上げられているので、目にされた方も産業用ロボットが実用化されてから45年が経ちます。

多いでしょう。

この間、ロボットは、その活躍の場を産業分野だけでなところで、このパワースーツに対する考え方は日米でく非産業分野へと広げ、人間社会を様々な面から支援す多少異なるようです。日本では少子高齢化社会に対するる技術として発展してきました。経済産業省でも技術戦ロボットとして開発されている例が多く、概して人間の略マップを定め、「少子高齢化への対応、労働力人口の身体的負担を軽減する装置として、一方アメリカでは減少、安心安全な社会の実現、便利でゆとりある生活のDARPA（米防衛高等研究計画局）EHPA(Exoskeletonfor

実現のために」、生活、公共の場でより身近な存在としHuman Performance Ar
gumentation)プロジェクトて役立つロボットの実現に向け、ロボット政策に力を入（20012006）に代表されるように人間の能力を増強すれています。詳しい取り組みについて知りたい方は、経る装置として考えられているようです。私がEHPAプロ

済産業省ウェブサイト／ロボット−政 策（http://www.
meti.
go.
jp/ ジェクトのキックオフミーティングに招かれ、当時前任地で開発していた介護用装着型増力装置 HARO (Humanpolicy/robotto/）をご覧下さい。
多くのロボット研究が行われていますが、われわれシAssisting RObot)を紹介したときにも、「どれだけ楽にステム制御情報学研究室では人間支援型ロボットの研究なるか？」よりも、「どれだけ力強くなるか？」というを行っています。ここでは、一例として農作業支援のたことに聴講者の興味が集中しました。

めのパワースーツについて紹介します。

３．Exoskel
etonと介護用パワースーツ
２．パワースーツの研究動向

HARO（図1）は、被介護者の抱き上げなど移乗介護にパワースーツとは、服のように装着することができる増力装置のことです。増力装置を含めたパワーアシスト技術は人間の身体的負担を低減する技術として、パワーステアリング、パワーアシスト自転車・車椅子、工場作業用のエアバランサなど、様々な分野で実用化されています。その中で、パワースーツは1960年代にMosher
らによる研究が行われましたが、その当時は実用化されることはなく、先に映画やアニメなど想像の世界でパワー

図 1：介護用装着型増力装置 HAROスーツが登場していました。1980年代の映画「エイリアン２」の中で登場したパワーローダはMosherらのスケッチが基になったとも言われています。その後、国内外で様々なパワースーツの研究が行われ、最近では、筑波大学発ベンチャー企業CYBERDYNEや、松下電器産業社
図 2：腰への負担が大きな農作業−1−

おける介護者の肉体負担を軽減することを目的にしてこのコンセプトのもとで開発したのが、弾性材が発開発した増力装置で、その腕力を5〜8倍に増幅し、する弾性力を補助力として用い、弾性材の伸長量をモ最大120kgのものまで持ち上げることが可能です。介ータにより制御することで適切な補助力を得ることが護者の腕をパイプ状の7自由度ロボットアームで覆い、できるセミアクティブアシスト方式のパワースーツで負荷はロボットアームを介して土台で受けます。いわす（2006年9月、特許出願済み）。高機能でスリムなパワ

ゆるExoskeleton（外骨格）型パワースーツです。実験

ースーツ、我々はこれを「スマートスーツ」と呼んででは、60kgの成人男性を5倍の増力比（＝ロボットのいます。

力／人間の力）で抱き上げることに成功しました。

パワースーツには前述のExoskel
eton型のほかにHAROの ほ か 、 CYBERDYNEの HAL、 UC

Endoskeleton（内骨格）型があります。主に装着者のBerkeleyの BLEEXな ど 、 多 く の パ ワ ー ス ー ツ が骨格で負荷を支えることになりますが、小型軽量化がExoskel
eton型です。比較的に大出力を得ることがで可能です。スマートスーツもこのタイプです。

き、外力や衝撃から内部つまり装着者を守る堅い構造

図3（最終面カラーページ参照）は腰を補助するスマを持っており、重量物を持ち上げるような作業に適しートスーツの試作機です。腰を屈める収穫作業支援のています。

ために開発しました。全体的に柔らかな素材でできており、骨格となるような構造材がないため、動作を妨

４．農作業支援用スマートスーツ

げることがなく、無理な力が人に加わることがありま

本学に着任して間もなく、地元の農業経営コンサルせん。曲げセンサにより腰の曲げ角を検出し、動作にタントと知り合う機会がありました。私の研究を紹介

適した補助力となるようモータで弾性材の伸長量を制したところ、大変興味を持っていただき、「農業でも御しています。また、バッテリ込み総重量が1.
2kgと、負担の大きな作業が多く、農作業支援のパワースーツ従来型に比べ軽量化されています。

ができないか」とお話をいただきました。最近、日本試作機では、背中に腰の屈伸動作に関わる筋肉と同農業新聞が20〜80代の農家約1200名に対して調査しじような配置となるように弾性材（布ゴム）を取り付けたところ、重い荷物を持ったり、同じ姿勢を長時間続ています。このままでは単なるサポータであり、同じけることで疲労が蓄積し、特に腰の疲労は90％の人姿勢を維持する際は効果を発揮しますが、腰を曲げるが翌日以降に残っているそうです。実際に農家で話を際には補助力が逆に動作を妨げる方向に作用します。

聞くと（図2）、みなさん腰痛に悩まされていました。

そこで、北大医学部、北見市さこう医院などの協力

HAROを開発した後、UC I
rvineなどと共同でパワを得て、腰の屈伸動作の解析を行い（図4、最終面カラースーツの小型・軽量化に取り組んでいました。ちょーページ参照）、腰の負担を最小化する補助力の制御、うど農作業支援のお話をいただいたころ、弾性材を用つまり弾性材の伸長量の制御を設計しました。解析のいた新しいアシスト方式のアイデアを暖めており、そ結果、単なるサポータとして用いた場合には、筋負担れを基にして農作業支援用パワースーツの開発をスタ低減率は約6%に留まり、腹筋には逆に負担となるこートしました。とが分かりました。補助力を適切に制御することで、腹筋の負担もなく、筋負担低減率を約14%に高める

農作業の負担は腰と肩に集中しており、特に腰は同ことに成功しました。

じ姿勢を長時間続けることで疲労が蓄積しています。
たとえ重量物を持たない場合にも、腰を屈めることで現在、更なる軽量化を行い、個々の筋肉の負担を最自重が負担となっている訳です。また、様々な動作を小化することに着目した新たな制御系の開発を行って行わなければならないため、従来の大掛かりないます。また、モニタ試験を実施し、実用性の評価を

Exoskeleton型パワースーツは、あまり適さないと考行っています。さらに、農業以外の様々な分野に適しえられます。むしろ、サポータや腰痛防止ベルト（コたスマートスーツの開発を目指しています。

ルセット）のようなものが向いていますが、これらは５．さいごに体幹を固めてしまうため、場合によっては動作の妨げになる恐れがあります。

いま日本の農業政策は転換期にあります。戦後続いていた自作農主義を放棄し、利用農主義へと転換させ、そこで、次のコンセプトに基づいた筋力補助装置を農業の企業化が進められつつあります。農夫症も労働開発しました。
1)装着者の動作を制限しない、妨げない災害として扱われるようになり、スマートスーツが農2)小型かつ軽量で持ち運びやすい企業の労災防止に一役買うことも、近い将来に現実の3)簡単に短時間で装着できることとなるかもしれません。

4)装着者に無理な力が加わらない−2−

平成２０年度大学院入学試験

情報エレクトロニクス学科コース分属

平成 20年度北海道大学大学院情報科学研究科博士

平成19年度の情報エレクトロニクス学科コース分

後期課程ならびに修士課程の入学試験が、８月 21日、属結果が９月26日に発表されました。対象者は在籍22日の両日実施されました。入試結果は 9月 3日に期間および修得単位数の要件を満たした学部２年次学発表され、下表の 228名（博士後期課程23名、修士課生185名および留学生５名、計190名です。各コース程205名）が合格しました。

への分属数は下表の通りです。

専

平成19年８月実施入学試験結果

平成19年度情報エレクトロニクス学科（平成 20年４月入学）

コース分属結果

攻定員

志願者数

合格者数

2441(11)①36(7)①

情学

25

30

44(1)①4(1)①

コンピュータサイエンス

25

22(1)

コンピュータ24

25 (3)

23(3)

電子

情報

4034(1)

サ イ エ ン ス

84(1)

4(1)

生

体

情報

3335(1)

情 報 エ レ ク

3951(10)②

41(6)①

メディアネットワーク

30

37(2)

ト ロ ニ ク ス

811 (1)①11(1)①

シ

27

32

生

命人間

33

34(11)

29(10)180

190(5)

情報

科

学

600メデ

ィ

ア

3044(10)②40(7)②

ネットワーク

822シス

テ

ム

27

42 (9)

36(5)

情報

科

学

82(1)①2(1)①

本研究科から申請していた日本学術振興会平成 19177

237(54)⑤

205(38)④

年度大学院教育改革支援プログラム「多元的な資質伸

42

23 (4)③23(4)③長を促す学びの場の創成」（代表者：小柴正則研究科長）

複 合 情 報 学

計コース
報

ス

標準定員

工テ

ム
計

情報

分属者数

・分属者数（ ）内の数字は留学生数で内数

大学院教育改革支援プログラム採択

・各専攻上段：修士課程、下段：博士後期課程が採択されました。

・（ ）内の数字は他大学・他研究科出身者で内数、

htt
p://www.
jsps.
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jp/j
daigakuin/07̲sinsa.
ht
ml（審査結果９月６日ウェブ掲載）

丸囲みの数字は外国人留学生で内数

理工農系全体では91大学169件の申請中、36大学53件の採択です。北海道大学からは本研究科の他、文学研
また、同時に行われた平成 19年 10月入学の外国究科ならびに法学研究科からの申請がそれぞれ採択さ人留学生及び社会人を対象とする入試では、修士課程れました。

２名（コンピュータサイエンス専攻1、メディアネットワーク専攻1）、博士後期課程５名（複合情報学専攻1、情報科学研究科事務室の改修について情報エレクトロニクス専攻1、メディアネットワーク専攻3）、社会人特別選抜８名（複合情報学専攻4、コン

本年６月に採択された平成19年度グローバルCOE

ピュータサイエンス専攻1、メディアネットワーク専

プログラム「知の創出を支える次世代IT基盤拠点」（拠攻3）が合格しました。

点リーダー：コンピュータサイエンス専攻・有村博紀教

なお、今後専攻別に二次募集を行うかどうかが決定授）の事務組織と本研究科事務室との連携のため、研されます。二次募集を行う場合の日程は次の通りです

究科事務室の改修工事が行われました。研究科事務室（詳細は募集要項でお確かめ願います）。にはグローバルCOE担当の事務員4名が新たに配置さ

平成 19年12月上旬

募集要項配布開始

平成 20年 １ 月上旬

出願資格予備審査申請期間

平成 20年 １ 月下旬

願書受理れました。

平成 20年２月 19日 (火 )〜 20日 (水 ) 入学試験

−3−

情報科学研究科ホームページ【人事異動】[特任准教授 ](http://www.
ist.
hokudai.
ac.
jp/index̲jp.
php)○平成19年度北楡会母校交流会案内
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
09.
20○北海道大学工学系（配置換）平成 19年 10月 1日
ア ラ ン ・ グローバルCOE特任准教授
エ ド ワ ー ド ・ （VBL博士研究員より）
ラ ン ザ ーイノベーションブリッジ2007案内[事務職員等補助員 ]（9月21日(金)東京駅サピアタワー）（採用）平成 19年 8月 16日
吉村 美由紀 グローバル COE事務補佐員

研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
09.
04○第26回北楡会総会・懇親会案内
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
08.
30○北楡会リンク
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
08.
30
○I
STNEWS第10号掲載
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
08.
27○全学停電に伴うサーバ停止
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
08.
20○夏季期間工学部建物閉鎖試行
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
08.
09○ネットジャーナル更新
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
08.
09○グローバルCOEプログラム（配置換）平成 19年 9月 1日
麻原
弥 生 グローバル COE事務補佐員（配置換・職名変更）平成 19年 9月 1日
佐久間 野百合 グローバル COE事務補助員（採用）平成 19年 9月 10日
武田政 代 グローバル COE事務補助員【訃報】
平成 19年７月 31日（享年 68歳）
伊達惇 旧・数理情報工学講座名誉教授【受賞】
平成 19年 8月 3日
福井孝 志 情報エレクトロニクス専攻 教授
応用物理学会フェロー表彰「有機金属気相成長法による半導体量子ナノ構造の研究」「知の創出を支える次世代IT基盤拠点」リンク

フォトギャラリー

研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
08.
07○平成19年度北海道大学大学院情報科学研究科
公開講座のお知らせ掲載
研究科TOP＞ニュース一覧＞2007.
06.
29

広報ホームページ(htt
p://www.
eng.
hokudai.
ac.
jp/news/publ
ication/)研究科 TOP＞広報＞工学研究科・情報科学研究科・工学部広報

図 3：腰部筋力補助スマートスーツ試作機●情報科学研究科，タイ王国・チュラロンコーン大学工

写真提供

学部，タイ王国情報通信委員会と部局間交流協定を

田中

孝之 （本文 P2より）締結一覧＞2007/09/27●工学部等建物にAEDを設置
一覧＞2007/09/26●大学院情報科学研究科入学試験実施一覧＞2007/09/
10●工学部編入学(一般選抜)
試験実施
一覧＞2007/09/
06

図 4：動作解析に基づく制御系設計●オープンキャンパス実施

写真提供

田中孝之 （本文 P2より）

一覧＞2007/
09/
04●夏季休暇中の事故防止について
一覧＞2007/08/01●平成 19年度

ＩＳＴ ＮＥＷＳ No.
11 平成 19年 10月 30日発行
発行：北海道大学大学院情報科学研究科 広報・情報室（編集担当：菅原広剛）

北工会大運動会・懇親会開催

一覧＞ 2007/
07/23−4−