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特集論

ホームユースロボット wakamaru

文Home-use Robot "wakamaru"
川内

大西直

人古結義浩献日浦亮

太長島是

ペット型ロボットや二足歩行ロボットの出現や，各社からの新型ロボットの発表により，人と共存するロボットの実現性が身近なものになってきており，今後，家庭用を中心に需要が増大していくと考えられる．我々は，ロボットと人が共存することで生活をより便利で豊かなものにできると考えており，人との親和性を持ち，ネットワークを介して複数のサービスを提供し家庭に役立つホームユースロボットを開発コンセプトとし，試作第一号として，wakamaru（開発ニックネーム）を開発した．本論文では，その構成と機能，ネットワークを介した留守番や見守りなどのサービス提供について紹介する．

1．は

じめ

ト産業の１メーカとして参画してきたが，数年前から人と共に存するロボットの開発に着手しており，その試作第１号としロボットは，工場における生産性向上を主たる目的として様々な作業に適用され，日本製ロボットが世界市場の 6 割を占める大きな産業に成長した．しかし，特定の分野を除いて，その成長には陰りが見えてきており，従来の産業用だけでなて開発したホームユースロボット（開発ニックネーム：wakamaru）について，概要を紹介する．

2．開発コンセプト

く，次にどう伸ばしていくかが，国の施策レベルでも盛んに情報化社会の到来に対応して，ロボットと人が一緒に生活議論されており，その方向性として，人と共存するロボットすることで，人とネットワークが会話でつながれ，誰もがネがあるといわれている．その背景として，ペット型ロボット

ットワークを活用した多種サービスを受けられるようになや二足歩行ロボットの出現や，各社からの新型ロボットの発り，生活がより便利で豊かなものになる．そこで，これまで表により，人と共存するロボットの実現性が身近なものになのロボットとは異なった，以下の新しいコンセプトに基づき，ってきたためと考えられる．我々は，長年，汎用ロボット人と共存するロボット wakamaru を開発した．

PA10 や（1），原子力用ロボットの開発・製造を行い（2），ロボッ（1）起床から就寝まで家族と一緒に生活する．

全方位カメラ
人識別用カメラ

音源検出センサ

コミュニケーション用腕障害物検出用超音波センサ

車輪走行(段差10mm)

段差検出用センサ

バンパセンサ

図１

ホームユースロボット"wakamaruの構成
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記憶したオーナと自分自身の１日のスケジュールにしたあるが，残量が少なくなると，自ら充電場所へ移動する．もがって生活し，オーナとのかかわりを基にスケジュールをちろん，充電中も各種センサや通信装置は稼動しており，用更新しながら一緒に生活する．

事のある場合は直ぐに対応できるようにしている．人とロボ（2）家族とかかわり，家族の興味に合わせて，自分から話し掛ける．

ットが２時間連続でかかわることは考えにくく，電源容量としては十分であると考えている．

従来のロボットのように人からの働き掛けにこたえるだ
けでなく，家族とのかかわりから得られた情報をもとに話

4．特徴機能（1）生活シーンに合わせた自然で豊かなコミュニケーションしかける．

音の方向や頭頂部の全方位カメラ画像による移動体判別（3）家族の中で自分の役割を持つ．
自分からネットワークに接続して，日常生活に必要な情結果から人の顔の位置を検出し，左眉部のカメラ画像を用報を伝えたり，留守番や見守りなどを行い，家族の生活のいて目・鼻など顔の特徴部分を照合することでロバストな役に立つ．

人の識別ができる（図２参照）．また，日常生活に必要な

3．全

体

構

約 10 000 語を認識することができ，人の方を向いて話し掛成

図１と表１に wakamaru の構成と主要仕様を示す．人が最表１

ホームユースロボット"wakamaru
車の目標仕様輪も親近感をもつ人型の構造とし，高さは，机などに邪魔され移動形態

ずオーナを識別し，椅子に座った時でも，オーナと目線のあっ走行能力

時速１km
10 mm の段差の乗り越え可能

自律移動

・家庭内の目的を指定して自律移動
・ 人についていく
人を探す 移動が可能
・障害物の回避・自動充電

たコミュニケーションができる高さ１ m とした．
wakamaru は，安全に家の中を移動するために，車輪走行移動性能とした．独立した電動駆動の車輪２輪と，安定性確保のためのキャスタを装備している．段差は 10 mm まで安定して乗り越えることができるが，車輪走行であり，原則バリヤフリーな環境での移動となる．現状の新築マンション等では，バ

コミュニケー 人識別能力
ション性能
音声認識

リヤフリー化が進んでおり，また，リフォーム等でバリヤフサイズリー化されることも進んでおり，車輪走行でも，十分市場に移動速度適用できると考えている．また，移動中の障害物検出，段差顔特徴を検出し，オーナ（２人まで）とオーナ以外（８人まで）を識別
約 10 000 語を認識
高さ100 cm，直径 45 cm，約 30 kg
時速１km
首部：３自由度
腕部：４自由度×２腕
移動部：２自由度車輪検出のため，超音波センサを装備しており，10 mm を超え

ハードウェア 関仕様

節る段差や障害物を回避することができる（3）．また，本体最外視覚

全方位カメラ×１，前方カメラ×１

周部にはバンパを，腕には衝突検出センサを装備し，万一，聴覚指向性マイク×１，無指向性マイク×３

構造・本質安全規格 80 W以下のモータで構成
・家庭用電化製品規格に準拠
・巻込み，挟込みを防止する関節構成

何かに当たった場合には，即座に停止するシステムとしている．幅は 450 mm，時速１ km，安全に家の中を移動でき，廊下で人とすれ違うことができるサイズとしている．
wakamaru は，２時間駆動・２時間充電のバッテリ駆動で対人安全性
インターロック

腕：全軸サーボレベル衝突検知（トルク監視）
手：手首に衝突センサを実装して衝突検知① 声の方向を探す③ 顔を見つけて近寄る

全方位カメラの差分
画像で移動体検知④ 顔の識別・顔の特徴（目，鼻等）抜き出し
・顔のデータベースとの比較②動く人を捜す

図２

コミュニケーション時における人の識別
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ける，人との距離を保って移動する，会話に合わせた身振中の状況を画像で確認．

り手振りをするなど，パソコンのような単なる情報提供機

留守番モード時，ロボットの周辺で大きな物音がした器にはない親和性が生まれ，ロボットならではの，より深り，移動する物体を検知した時に，ロボットが指定のいコミュニケーションが可能になる．そのほか，オーナの連絡先にメールや電話で通知．

生活パターンや，オーナとのかかわりから得た情報を基に，（2）見守り・異常時の通報

ロボットの方からオーナに近づいたり，生活シーンに合わ

オーナと wakamaru のかかわり（挨拶や会話，留守番，せた話題を提供したりして働き掛けを行うことができる．

メール等）の種類・時刻・場所を，指定の連絡先にメールで通知．

（2）自分の生活リズムで自律行動
一日の生活リズムを持ち，全方位カメラによる天井画像

次のような場合には，オーナを探して移動し，発見でと地図の照合により（図３参照），走行距離の影響を受けきない場合，または発見して話し掛けても反応がないずに，家庭内での自分の位置と同じ部屋にいる人の位置を場合は異常と判断して大きな声で警報を発し，一定時認識し，人に近づいたり，時間帯によって居場所を変えた

間内に停止させなければ，指定の連絡先にメールで通り，自動充電しながら，オーナとともに生活することがで報．
一定時間オーナからのかかわり（会話，接触等）がきる．

ない場合．

（3）インターネットに接続して，情報やサービスの提供
オーナとのかかわりから得られた情報やサービスの利用

記憶しているオーナの生活スケジュールと，オーナ

状況などを反映しながら，サービス提供パートナ企業から，のかかわりが大きく異なるとき（朝いつもの時間にインターネットを通して情報・サービスを提供できる．

食堂に来ない，予定どおりに外出しないなど）．
風呂やトイレ，外出や就寝時などを wakamaru に伝え，

（4）情報提供
インターネットを介して情報収集し，ユーザの興味に合設定時間を越えてもオーナから終了合図（言葉や接触等）がない場合．

わせた情報（交通，天気など）を提供できる（3）健康管理

5．インターネットを介したサービス内容

記憶しているオーナの生活スケジュールに基づき，定オーナの対象として，まず，一人暮らしの人，高齢者，健期的な薬の服用や血圧計などのバイタル機器を使用す

康に気をつけている人，潜在的に健康不安をもっている人をる等の時間にお薬を飲まれましたか？などと話し想定し，サービスを提供する企業を募りながら，ネットワー掛けを行う．

クに接続した wakamaru を介して，以下のサービスを順次提健康に関する質問（ よく眠れましたか？

食事はお供していく予定である（図４参照）．

いしかったですか？

（1）留守番

連絡先にメールで連絡する．など）をし，その情報を指定の留守番モード時，携帯電話やインターネット接続パソ

健康に関する情報を，健康管理サービスセンターに送コンを使い，外出先からロボットを遠隔操作して家のり，健康に関するアドバイスをオーナに通知する．

画像処理

廊下A
天井画像の取得
マッチング
廊下Aと判断

記憶した
処理画像

部屋 A

図３

廊下 A

廊下 B

移動時における家庭内での自己位置の計測
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見守り
家電製品
集中管理

異常時の通報ホームセキュリティ

健康管理

留守番ショッピング

インターネット
課金・決済

サービスの提供集中管理システム

インターネット提携企業

提携企業

図４

6．まと提携企業

提携企業

提携企業

提携企業

ネットワークを介したサービス提供事業構想

め

ホームユースロボット wakamaru は，平成 16 年度にモニタ本開発に当たって，コミュニケーション技術： ATR 知能
ロボティクス研究所，自律移動技術：筑波大学知能ロボット研究室（教授油田信一，助教授坪内孝司），センサ技販売を開始する予定である．少子高齢化が進む近年の社会情術：松下電工株式会社，顔認証技術：オムロン株式会社の協勢において，人に対する親和性が高く，日常生活をサポート力を得た．

できる wakamaru のようなロボットへの需要は今後ますます高まることが予想され，日本が世界に誇れるロボット技術の進展や，インターネットなどの通信ネットワークインフラの普及とあいまって，ロボット市場における新たなビジネスモデルを形成するものと考える．
今後，インターネットを介したサービス内容を充実しながら，人との会話の親和性を高めることを目的とした人の行動

参 考 文 献（1）大西献ほか，可搬式汎用知能アーム登場！-オープンロボ
ットの提案，日本ロボット学会，Vol.12 No.8 p.59-64（2）濱田彰一ほか，原子力防災支援システムの開発，日本ロボット学会，Vol.19 No.6 p.38-45（3）油田信一ほか，経路地図に従った移動ロボットの自律走行システム，日本ロボット学会，Vol.5 No.5 p.19-28

認識やこれを組み込んだ会話制御，及びドア開閉通過による屋内移動範囲の拡大や腕を使ったサービスのための車輪駆動と腕との協調制御技術など，先進的な技術開発を並行して行
い wakamaru の機能を充実していくほか，信頼性・耐久性等の検証を行い，真に社会に貢献できるロボットとして，市場

川内直人

古結義浩

技術本部
高砂研究所
機器自動化装置研究室

技術本部
高砂研究所
電子技術研究室

長島是

大西献

神戸造船所
新製品・宇宙部長

神戸造船所
新製品・宇宙部
ロボット事業グルー
プ主席に投入していきたいと考えている．
最後に，ホームユースロボットの普及には，各種企業や機関との連携によるサービスコンテンツの拡充と，サービス提供に不可欠なインターネットなどの高速通信インフラの整備や通信プロトコルの標準化など活用技術の開発，ならびに安全に関する認証機関の設置などが必要であり，民間企業の垣根を越えた国の施策として，国家プロジェクトによる産官学の連携した取組みが必要になると考える．この取組みにより，潜在市場が顕在化し，ホームユースロボットが新たな成長産業として大きく羽ばたくものと考えている．

日浦亮太
神戸造船所
新製品・宇宙部
ロボット事業グループ

三菱重工技報 Vol.40 No.5（2003_9）