ロボット革命に学術界の果たすべき役割

川村貞夫 日本学術会議機械工学委員会
ロボット学分科会委員長
立命館大学 教授

日本学術会議HP http://www.scj.go.jp/

提言

委員長 佐藤 知正 （連携会員） 東京大学名誉教授
副委員長 川村 貞夫 （連携会員） 立命館大学教授
幹 事 國吉 康夫 （連携会員） 東京大学教授
新井 民夫 （第三部会員） 芝浦工業大学教授
福田 敏男 （第三部会員） 名城大学教授
池内 克史 （連携会員） 東京大学教授
大西 公平 （連携会員） 慶應義塾大学教授
岡崎 哲二 （連携会員） 東京大学教授
金子 真 （連携会員） 大阪大学教授
川口 孝泰 （連携会員） 筑波大学教授
西田 豊明 （連携会員） 京都大学教授
萩田 紀博 （連携会員） ATR知能ロボティク ス研究所所長
廣瀬 通孝 （連携会員） 東京大学教授

http://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/pdf/kohyo-22-t201-2.pdf

(1) 「社会共創ロボティクス」の確立と推進
ロボット活用による社会課題解決や社会変革を実現するため、利用者、研究開発者、 供給者が一体となったオープンイノベーションの枠組み「社会共創ロボティクス」を早急に確立し推進すること。

(2) 国のロボット研究開発制度および規制等の改革「社会共創ロボティクス」の特性に合致した新たな研究開発制度を充分な規模で早急に実施すること。また、社会でのロボット利活用の障壁となっている規制等の改善、特区設置による先行事例創出と検証、利活用を促進する政策等を実施すること。
(3) 研究成果ならびに研究者の評価のあり方と人材育成方策
システム構築研究や実社会応用研究とその従事者を学会や所属研究機関が正当に評価すること。また、人材育成の強化とキャリアパスの確立を行うこと。

社会動向との対応(1) 「社会共創ロボティクス」の確立と推進
ロボット活用による社会課題解決や社会変革を実現するため、利用者、研究開発者、 供給者が一体となったオープンイノベーションの枠組み「社会共創ロボティクス」を早急に確立し推進すること。

成果としては不十分 組織化できていない．
組織化可能か？
市場経済原理の中で困難か？
大学発ベンチャーか？

社会に役立つロボットの実現には何が必要か？
「革命は大衆が起こす．」 日本全国での変革が必要公開シンポジウム「ロボット事業における中小企業産学連携の在り方」

9月5日（土）10:00～12:00 1号館 2階 1204教室
司会 澤 俊裕（安川電機 産学連携委員会 委員長）
10：00 開催趣旨 澤 俊裕（安川電機 産学連携委員会 委員長）
10：05 愛知県におけるロボット産業拠点の形成を目指す取組
加納 廣和 （愛知県産業労働部 技監）
10：15 広島県における産業用ロボット活用高度化への取組みと開発事例
大賀 誠（広島県立総合技術研究所 西部工業技術センター室長）
10：25 福岡県の産学官連携によるロボット産業振興の取組みと今後の課題
牛島 英典 （福岡県商工部新産業振興課 課長）
10：35 大阪イノベーションハブを中心としたロボット事業創生の動向と産学連携
瀬川 寿幸（大阪市都市型産業振興センター イノベーション推進部部長）
10：45 コミュニティつくりから始めるロボット実用化のための産学連携佐藤 知正（東京大学名誉教授，フューチャセンター推進機構・ロボット化コンソ－シアム）
10：55 東洋大学における地域主導型産学連携活動の現状と課題
松元 明弘（東洋大学 教授，東洋大学工業技術研究所 所長）
10：55－11：05 （休憩）11：05 パネル討論 司会 澤 俊裕（安川電機 産学連携委員会 委員長）
12：00 閉会(2) 国のロボット研究開発制度および規制等の改革「社会共創ロボティクス」の特性に合致した新たな研究開発制度を充分な規模で早急に実施すること。また、社会でのロボット利活用の障壁となっている規制等の改善、特区設置による先行事例創出と検証、利活用を促進する政策等を実施すること。

ロボット革命実現会議 ロボット新戦略 2015年2月10日
ロボット革命イニシアティブ協議会（https://www.jmfrri.gr.jp/）

研究開発予算 NEDO等の予算措置実施
論点 「社会共創ロボティクス」の特性に合致した？
規制緩和は十分か？
法律の整備は可能か？

(3) 研究成果ならびに研究者の評価のあり方と人材育成方策
システム構築研究や実社会応用研究とその従事者を学会や所属研究機関が正当に評価すること。また、人材育成の強化とキャリアパスの確立を行うこと。

日本ロボット学会 4部門での査読制度開始 2014年3月
要素 システム 教育 実用

大学での業績評価は？
関連イベント

人材育成法は確立したか？

オープンフォーラム 9月4日12：00～14：30
読んでおもしろい学会誌・論文誌 ～学会誌読者からの提案と通る論文の書き方～ 橋本浩一（東北大）、王碩玉（高知工科大）公開シンポジウム「ロボット技術者育成の課題と解決法を探る」
9月5日（土）13：30～17：00 1号館 1階 100周年ホール
司 会 吉見卓 （日本ロボット学会副会長 芝浦工業大学教授）
13：30 開催趣旨 川村貞夫（日本学術会議連携会員 立命館大学理工学部教授）

13：40 ロボット技術者養成の課題と解決法 佐藤知正 （東京大学名誉教授）
14：10 新規分野にロボットを導入できるRT人材の育成戦略 琴坂信哉
（埼玉大学大学院理工学研究科人間支援・生産科学部門准教授）

14：40 優れたロボットSIerの人材育成 髙丸 正（髙丸工業株式会社 代表取締役）
15：10－15：30 休憩
15：30 ロボット製品開発のための人材育成 大西 献
（三菱重工業株式会社 原子力事業本部 主席技師）
16：00 総合討論
司 会 川村貞夫（日本学術会議連携会員 立命館大学理工学部教授）
コメンテーター 新井民夫 （日本学術会議第3部会員 芝浦工業大学教授）
1７：00 閉会ロボット革命前夜
ロボットを取り巻く技術的状況（1）コンピュータ メモリ 演算速度の急速な進歩
人工知能の発達（2）MEMS技術によりセンサの極軽量化・極小型化・低価格化が実現（3）電動モータのW/ｇ比が材料開発，作り込み技術で向上（4）画像処理技術が利用しやすい段階に到達
各要素ロボットシステムとして利用できる段階に到達！？

質問・ロボットの科学と技術は成熟しているか？
・ロボットの科学とは？
・現状の延長線上で，革命は起こるか？
・学術貢献はロボット革命の駆動力か？

現状のロボット実現の基本手段に問題有り

問題①位置制御
産業用ロボットの基本原理は１９５０年ごろ開発
・関節角度を計測して位置制御
・リンク剛性を高め，関節角度計測精度を高めた

60年後素晴らしい進歩
・繰り返し位置精度（数十μｍ） ・手先可搬重量増大
・高速化

剛体化
高精度関節角度計測
大型，高重量 高価 利用しにくい問題②力制御
力制御ロボットの市場が創造できないのは［１］理論の未完成性  J ( q) J  [ k f ( f d  f )  f d ]Tf 力信号

因果律から成立しない．安定性の厳密は議論が不足［２］ハードの未完成性
・ロードセル式 壊れやすい．高価
・剛体の力とトルクの集中計測では，柔軟物体には不十分

問題③エネルギー効率
高減速比
・ハーモニックドライブ ・ボールねじ, ・歯車

関節高粘性
熱損失

関節高剛性
重力，バネ等のポテンシャルエネルギー
利用困難

低エネルギー効率次世代ロボットのためのヒント①
次世代ロボット(Future)
現状ロボット(Present)• Small• LargeTechnological • Light• Heavy
breakthrough• Flexible• Stiff• Inexpensive• Expensive• High Energy• Low Energy
Efficiency
Efficiency• User Friendly• Engineer Friendly
産業用ロボットの基盤技術開発が必要

次世代ロボットのためのヒント②
もう一度，生体の機能に学ぼう．
生物は，単純で頑健で柔軟で高エネルギー効率
ロボット

少ないセンサ, 大きな計算力, 少ないアクチュエータ

実世界

sensors

computer actuators

実世界

生物 多くのセンサ, 小さな計算力, 多くのアクチュエータ
実世界
sensors

computeractuators

実世界

次世代ロボットのためのヒント③
システム統合に適した要素を作る・ロボットに使える要素を集める方法（初期のロボティクス）
金属材料 コンピュータ 画像処理 制御理論
センサ アクチュエータ
・ロボットに必要な要素を創る方法（今後のロボティクス）
高分子材料 高速ビジョン 柔軟関節要素
分布センサ

次世代ロボットのためのヒント④
ロボットの要素還元からの設計は正しいか？
剛体リンクモデル
手先 位置と姿勢
要素分析過程
座標変換
パラメータ推定 リンク長さ リンク重量など
目標位置計算システム統合過程

パラメータ誤差
入力トルク計算 キャリブレーション必要

システムが大きくなるほど困難次世代ロボットのためのヒント⑤
要素選択による最適設計
ロボット要素PC，マイコン，入出力デバイス，センサ，MEMS技
術からのセンサ，電動モータ，各種アクチュエータ，小型軽量電池等要素が以前より安価で豊富となり，システム設計に冗長性が存在最適設計の意義が大きい
最少実現設計も重要

方法論の整理①
既存LabRobot駆動型実用化研究 国・地方自治体
利用促進政策
他分野への貢献

基盤研究

研究室実証研究
Lab Robot実用機開発
実用化

ユーザーのロボットイメージが容易

研究者知的興味

企業・社会ニーズ

方法論の整理②
ニーズ駆動型基盤研究

国・地方自治体
利用促進政策

他分野への貢献

基盤研究

研究室実証研究
Lab Robot

実用機開発
実用化

ロボティクスの基盤技術に立ち返った研究開発

研究者知的興味

企業・社会ニーズ

学術界の果たすべき役割• 既存LabRobot駆動型実用化の技術と科学• 新しい基盤要素技術開発
システム統合に適した要素開発• ニーズ駆動型基盤研究
ニーズからの問題作成• システム統合化技術から科学へ
分析科学から設計科学へあるものの科学からあるべきものの科学• 人材育成討論のために• ロボットSI技術が，誰でもどこでも実現可能となれば，どのような世界か？
• Indusry4.0の目指す方向と日本は同じか？
• 優れたSI技術は真似できないか？
• 日本の先端材料との連携は？
日本の国家戦略としての方針に期待