MOONSHOT 目標３

一人に一台一生寄り添う
スマートロボット
AIREC（AI-driven Robot for Embrace and Care）

菅野 重樹

早稲田大学

次世代ロボット研究機構 ヒューマン・ロボット共創研究所
理工学術院 理工学術院長
理工学術院 創造理工学部 総合機械工学科 教授所長

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AIRECが目指す社会像

柔らかい汎用ロボット

人にやさしく一台でいろいろこなす

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フィールド実験のゴールイメージ

ベッドから車椅子への移乗介助

ストローの操り

人間共存ロボット TWENDY-ONE

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スマートロボットの達成タスクレベル
 レベル５（目標：2050年以降）：完全自律
 一台のロボットが，人との情緒交流を含めて，人間との接触を伴う，接客，家事，福祉，侵襲を含む医療などのマルチタスクを完全自律で実行可能
 レベル４（目標：2040年）：半自律
 一台のロボットが，人との情緒交流を含めて，人間との接触を伴う，接客，家事を自律的に実行可能で，介護，侵襲の低い看護・治療を人との協調により半自律で実行可能
 レベル３（目標：2030年）：協調自律
 一台のロボットが，人に情緒表出をしつつ，人間との接触を伴う，接客，家事，食事の介助と介護，侵襲の無い看護・治療業務を人との協調により半自律で実行可能
 レベル２（目標：2025年）：定型自律 一台のロボットが，人と定型的なインタラクションをとりつつ，多様な物体を扱う一部の接客，家事，医事作業をほぼ自律で実行可能
 レベル１（現在）：個別作業自律
 個別ロボットが，特定の作業を実行可能

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アプローチとAIRECの最重要課題

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AIとロボットが様々な社会ニーズに基づいて共進化
AIの革新

ロボティクスの革新
柔軟な身体を持つドライ・ウェットハイブ
リッドロボットが環境とインタラクションし，知的行動が自然に創発される人のスキル変換で柔軟なロボットハードウェアの機能を，数少ない経験で学習できる”予測AI”で最大限に引き出す

社会ニーズ把握と実用化戦略
実証実験とAI世代（GEN Z）の社会ニーズ調査により必要かつ適切な機能が選択される

AIRECの最重要課題：
AIを「ソフトウェア」から「ソフトウェア＋ハードウェア」として変革

身体知 Embodied Intelligence身体知（Embodied Intelligence）
6

ソフトロボットハードウェア

ドライ・ウェットハイブリッドメカニズム
 エラストマー，流体材料
 自己保存生体系システム
 自己修復システム


深層予測学習リアルタイム予測と感覚・運動系制御
 ロボットへのスキル移転 (模倣)
 「身体知」に基づくロボット独自の世界モデルを獲得
 自律性情動反応
身体知の例（手首柔軟関節特性込み）：
折り畳み（タオル配置・種類，本）Cebit 2017, CEATEC2017, iRex2017
IEEE RA Letters, 2016., ICRA2017 etc.

AIRECプロジェクト組織図
研究開発項目２
スマートロボットの知能システムの構築
研究開発課題・スマートロボットによる環境との柔軟なインタラクションの実現
・スマートロボットの実証実験のための評価基準策定
・スマートロボットの知能に関する数理的アプローチ

技術応用
研究開発項目１
スマートロボットの身体と制御システムの構築

大原賢一 名城大学

堂前幸康 産業技術総合研究所

技術開発連携
産業技術総合研究所

アランチューリング・インスチチュート

Sub PM 村垣善浩 女子医大
小林英津子 東京大学

山下祐一 国立精神・神経医療研究センター

技術選択

研究開発項目３スマートロボットの福祉・医療への展開技術の構築

研究開発課題研究開発課題・福祉・医療現場に導入可能なロボットの設計
・人間との接触を伴う作業が可能なロボットとシステム構築と実用化システムの構築
・福祉・医療ロボット設計と福祉・医療応用の・スマートロボット用ミドルウェアの構築
品質保証・国際標準化
・福祉・医療ロボット設計と福祉・医療応用のPM 菅野重樹 早稲田大学
リスクマネジメント

Sub PM 尾形哲也 早大／産総研

AIの革新
・感覚運動の学習による高難度タスクの実現
・AIの理解・人との情動コミュニケーション

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桑名健太 東京電機大学

ロボットの革新・ドライ-ウェットハイブリッ
ドハードウェアの構築
・人と接触可能な柔らかい身体構造
・油圧アクチュエータ

社会実装
社会ニーズ分析
・AIとロボットの社会受容 ・接客，調理，洗濯等性に関する国際比較の作業支援・自動化
・若年層を中心とした・福祉と医療（介護，シーズ調査によるイノ看護，治療）の支援
ベーション創出と自動化

研究開発項目４スマートロボットの実用化方策

研究開発課題ELSIの視点からのスマートロボットのニーズおよび社会受容性の国際評価

Sub PM 高橋利枝 早大

フィードバック
社会調査連携ハーバード大学

ケンブリッジ大学

2050年のシステムイメージ

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従来型機械の強みと生体の強みの融合⇒ ドライ・ウェットハイブリッドロボット






従来型機械

アクチュエータ，表皮，自己修復，関節，バッテリーなどのロボット
構成要素・制御は，流体ベースへ
移行

生体

流体アクチュエータ，ゾル，潤滑，燃料電池など

大出力，耐久性 ドライ，隙間自己保存
 ウェット，充填必然的にウェットロボットへ

2050年のシステムイメージ

9 Dry-Wet Hybrid Robot ハイブリッドハードウェア
 リンク＋ボールジョイント構造
機械＋生体 油圧人工筋（液駆動：ポンプ＝心臓）
機械＋生体 エネルギ（燃料電池：液体水素，水）機械＋生体 全身カバーセンサ（表皮：ゾル）
機械＋生体 体液（潤滑，循環系と機構系との接続）
機械＋生体 循環系（内分泌，血管：修復材などを流路で供給）生体 → 情動・AI 自律神経系（一体型プリント信号線）
生体 → 情動・AI10

ハードウェアの展開
弾性流体アクチュエータ

球体関節
3自由度

球状関節
WET素材の充填
潤滑
冷却

関節
1自由度

表皮：MRエラストマなど
内部：訓練強化型ゾル・ゲル

薄膜皮膚素材
循環器系流路球体関節
3自由度

ベーン型アクチュエータ

直動アクチュエータ

小型ポンプ

ベーン型
アクチュエータ

金属骨格部材
軸受

隙間の無いウェットロボットメカニズム

循環系からセンサへの体液等取込
自己修復のためのマイクロ粒子

張り巡らされた表皮

ハードウェアの展開

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 2040 小型人工筋
 隙間の無いロボット 2030 ドライ・ウェットハイブリッドロボット開発
 体液と自己修復
 2025
 セミハイブリッドロボット開発
 循環系・内分泌系
 一部の自己修復
 2023
 2023
 学習用ドライロボット開発
 バックドライバブル流体アクチュエータ 人のスキル獲得用センサ開発
 ウェットセンサ

Dry-AIREC（AIRECプリプロトタイプ）
1660mm
660mm仕様
 可搬質量（片腕）

最悪姿勢保持：8kg
最大瞬間（肘直角時）：20kg
関節高分解能トルクセンサ ×
インピーダンス制御（腕部・腰部）
腕＆胴体前面にヒフ（人肌ゲル）素材を配置
全方向移動台車（4輪オムニホイール）
6自由度高把持力ハンド12Dry-AIREC（AIRECプリプロトタイプ）
1660mm

660mm

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Dry-AIREC（AIRECプリプロトタイプ）

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Dry-AIREC（AIRECプリプロトタイプ）

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AIの展開 2040 状況に応じて創発する言語と感情を用いたコミュニケーション
 2030 ハードウェア状態から創出される「情動」による動作調整とコミュニケーションへの利用 （身体知：Embodied Intelligence / Emotion）
 一部の抽象的概念を含む言語の利用 2025

 ロボット動作データ収集フレームワークの確立
 複数種類作業の自律的遂行の実現
 少数語の実世界に接地した言語の理解の実現

 2023
 深層予測学習による高難易度タスクの自律的な遂行の実現

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スマートロボットの福祉・医療への適用
 2050年における介護，看護，治療
 移乗支援 清拭・入浴介助
 食事支援 診断
 注射（点滴）
 手術

 研究開発項目
 ハードウェアと制御：侵襲性の高い治療を行う患者の状態に応じた，適応型の器用なマニピュレーターとその制御システムの構築
 標準化：AIRECに導入される生体情報のデータ構造の設計
 リスクマネジメント：評価結果に基づくリスクマネジメントシス
テムの更新

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社会ニーズ，受容性の評価

 現状:

 特定ロボット，特定地域のフィールド実験のみ
 国際標準に関する議論が希薄 2023：ニーズ把握により設計規範を確定 定量調査 欧米・アジア 8ヵ国 若者(GEN Z)対象 比較調査
10,000人規模

柴田氏
パロのフィールドワーク（2018）

 2025：ロボットプロトタイプの評価→設計にフィードバック ELSI（AI・ロボットに対する信頼、社会受容）に関する国際シンポジウム 協力：ハーバード（法学），ケンブリッジ（哲学・倫理学）
 2030：国際的な文化差も考慮した社会実装の道筋を確定 定性調査 フィールド調査（人とロボットとのエンゲージメント）
 2030以降：一般の人々へのリテラシー教育

Yoshua Bengio氏（2019）

AIREC URL
https://www.waseda.jp/airec/

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