サービス・ロボットの進化ツリーの作成事例（その３）－進化ツリーへの商品マッピング結果と今後の予想－

第１５回日本TRIZシンポジウム
長谷川公彦、片岡敏光、永瀬徳美、鈴木茂、石原弘嗣、西井貞男、藤井拓也、塩谷綱正、中尾康範
2019 ©知財創造研究分科会

ﾊﾟﾃﾝﾄﾏｯﾌﾟ、ﾏｰｹｯﾄﾏｯﾌﾟ、進化ﾂﾘｰを重ねる【参考】「進化ツリー」、ニコライ・シャコブスキー著

マーケットマップ（過去→現在の情報）

身障者自転車
ﾏｳﾝﾃﾝﾊﾞｲｸ

ｱｼｽﾄ自転車
ﾄﾗｲｱｽﾛﾝ自転車

ﾛｰﾄﾞﾚｰｻｰ

三輪車

折り畳み自転車

効用

原動機付自転車
日本初自転車

後輪駆動自転車

ｺ ﾞﾑﾀｲﾔが付いた自転車

ｸﾛｽﾌﾚｰﾑ自転車

ﾁｪｰﾝ駆動の自転車

足で蹴る自転車
ﾍﾟﾀﾞﾙが付いた自転車
１８１７年

１８９１年

１９７４年

１９８８年

１９９３年

モノ-バイ-ポリ
可動性

可動性
モノ-バイ-ポリ時間

時間

可動性

１９５３年

モノ-バイ-ポリ

物質導入

可動性

活性化
物質導入

物質導入

幾何学的進化

可動性

モノ-バイ-ポリ２

分割

時間
パテントマップ（過去→現在の情報）2019 ©知財創造研究分科会

モノ-バイ-ポリ１

物質導入

空間の分割

可動性
分割

進化ツリー（進化ポテンシャル：過去→現在→未来の情報）

サービス・ロボット進化ツリーＶｅｒ．２
６．創造的能力発展の波が繰り返される

理想像の獲得７．個性を持ったシステムの登場。生命体をモデルにした行動を行う

２－５．人の脳の代わりをつとめて、判断作業をおこなう

６．人との会話に類した情報交換を行い、共同作業を行うシステム

４．簡単な原因と結果との関係を理解し、これが意識的（論理的）な思考技術と自分の 限定的な環境を扱う能力の基礎となる

因果の推測

５．自動学習能力を持つシステム

７．システムの有害な影響を許容可能な最低限まで低減しながら環境を利用し、変化させる

５．現代の複雑な生活環境を理解し、これと対処するために求められる大量の情報の獲得

対象のモデル化

９．システムは環境を好転させる

８．システムが環境に与える影響の（益と害とがバランスした）平衡状態

６．環境内の物質を変化させて活用する

５．環境内の物質をシステムの内部に一要素として取り込む

知識の獲得
３．短期的な強い創造性の発展

５．感情移入の聴取２－４．情報を受発信する人の能力の代わりをする

４．自動調整（ユーザーへの対応、機械・装置が自動的に最適化する）

言語の理解

４．注意深い聴取３．システムを特定の作業に適するようにしたり、必要な特性に設定することが可能
２－３．人の力に代わって、大きな力、スピード 、生産性を実現する

物理的接触を伴った行動の習熟

３．選択的な聴取

２．無意識の内に簡単な環境要素の扱い方を学ぶ

１．無視

２．システムは環境内の物質を、変化させずそのまま、システムの一要素にするまでゆかない状態で受動的に利用する

２－１．歯、爪、こぶし、足などの簡単な身体の「道具」の代わりとなって、簡単な機能をはたす

画像の認識

自動機械

２．食品や日用品の配達

１．エネルギーの供給５．情報提供４．保護

３．快適さの維持：
冷暖房、照明など

時間軸を伴う情報や複数の感覚情報の認識

６．エンターテインメ
ント

３．システムは環境内の物質を能動的に利用する

自らの行動の計画

２．聞くふり２－２．手や指、声帯、などの複雑な身体の「道具」の代わりとなって、複雑な機能をはたす

2019 ©知財創造研究分科会

４．システムが環境内のエネルギーを利用する

感性の理解ｻｲﾃｰｼｮﾝ分析による焼餅の進化ツリーの例
パッケージングの進化
被引用件数の多い特許

焼餅の食べ易さの進化

焼き上がり改善の進化
時間2019 ©知財創造研究分科会

人の意図を読むロボットの進化ダイアグラム
進化ダイアグラムの原型

特許第6142307号(出願:2013/9/27)※若干時期逆転あり

人の振る舞いから真の注目対象を推定する

排除

特許第5145569号(出願:2007/12/19)

対象物の特定に指差し方向と視線を併用する「人間の意図を読むロボット」の技術の進化、商品の進化、市場ニーズの進化の関連性を表現した進化ダイアグ
ラム

解決手段の進化特許第4399603号(出願:2005/2/28)

人間の視線を判断に加味して対話する

排除

特許第3318539号(出願:1999/6/10)

位置関係、移動速度・方向を加味して解釈指示語の誤解釈が減る
排除

ユーザが指示語により移動方向等を指示する

2019 ©知財創造研究分科会

視点に応じて指示語の意味や解釈をできない

認識できなかった
単語を手間をかけず登録可能

商品の進化

人間同士のように自然な対話を実現できる複数の物体があると指示語の対象が分らない対象物を正確に特定できる

説明員に興味があると誤判断してしまう

排除

特許第5163202号(出願:2008/3/18)

視線・指差しの方向から物品認識し辞書登録

展示会場内で人の注目対象が分かる

指が正しく向いていないと対象物を間違う

排除

認識できなかった
語句の登録が面倒

市場ニーズの進化＊限定的「指示語」から全体的「振る舞い」へ

人工知能の機能の進化（幹）（参考）「ロボットの未来、2017-2026」、日経BP未来研究所編集

人工知能による数的特徴量による推論

論理的思考

人工知能による、経験による概念と言葉の結合

言語の理解

経済・社会現象が理解できない

人工知能による行動と結果の因果関係の認識、行動の計画

認識・行動

言葉と意味するものとがつながらない

人工知能による文
字、画像の認識認識

時間軸を伴う情報が認識できない

自動機械

対象物が何であるか認識できない「未来ロボティクスのキーファンクション」は、欧米の未踏学際領域の研究から、EYアドバイザリー・アンド・コンサルティング株式会社が予測したものである。
2019 ©知財創造研究分科会

Directed Evolution®の進化ラインの種類参照した進化ライン
要求機能（目的）＊（ ）内の数字は進化ラインの数を示している。

制約条件、環境作用（手段）

構造（手段）

人間的ニーズの進化（９）進化の段階と組織の特性（２６）

システム内の作用の進化（９）システムが利用する物質の進化（６）システムにとっての課題の進化（２）進化を阻害する力と制約の進化（５）システム機能の進化（５）

情報資源の利用（１）

システムの有用性の増加（１７）

進化の諸段階（１）

新たな機能の追加（５）システムの階層化（２）システムに含まれる不都合な要因の減少（１０）

進化を調整する力の進化（８）

有用性と不都合な要因との相互関係の好転（４）ｼｽﾃﾑの複数の階層、物理的様態、各種ｴﾈﾙｷﾞｰの複合的活用（３）システムが対象とする市場の変化（１０）

システムの歴史における市場の変化（１）エネルギーの活用の進展（９）資源の活用を高度化させる視点（８）

人工システムは人を補助する（１）

発展の可能性の進化（６）

理想性の向上（１）

資源活用の高度化（４）人工システムは人を環境とを仲介する（１）

人工システムと人との間の相互作用と進化（７）要素の不均衡進化（１）

様々な効果の資源としての活用（３）

人工システムと人との関係の進化（８）

技術システム進化の一般的なシナリオ（１）

柔軟性と制御性の増加（１）システム構造の進化（１８）

複雑化後単純化（１）

各種物理的様態の活用（１）要素間の対応と非対応（４）製造プロセスの簡素化（１）ミクロ化と階層化（１）

運搬と処理のﾘｽﾞﾑのﾏｯﾁﾝｸﾞ（１）

人間の関与の減少（１）

道具の進化（２）人の役割の自動化（１０）計測システムの進化（１）

市場における製品進化の諸相（５）2019 ©知財創造研究分科会

サービス・ロボット関連の進化ラインの選択「Directed Evolution®」ソフトウェア、ｱｲﾃﾞｨｴｰｼｮﾝ・ｲﾝﾀｰﾅｼｮﾅﾙ社
人工システムへの人の関与が減少する過程における知的要素の排除

１．ある機能を、創造的で才能のある専門家が担当する

２．同じ機能を、訓練を受けた専門家が担当する

３．同じ機能を、訓練を受けていない人が担当する

１．人は製品の生産作業を行う（生産への直接関与）

人による作業の排除

１．システムが進化する過程で、人が行う作業は次々と自動化されていきます２．自動化されたプロセスが、人体の様々な器官の代わりをするようになる

２－１．歯、爪、こぶし、足などの簡単な身体の「道具」の代わりとなって、簡単な機能をはたす

人が関与する必要性の低下

１．人が常時操作する

２．人は時々メンテナンスする

３．人は緊急事態にだけ対処する人が関与する対象の進化

１．主な生産プロ
セス

２．生産装置（調整、修正、給脂など）

３．補助装置（制御装置、その他のメンテナンス用装置）

人の能力へのニー
ズの低下

１．創造的で高い才能を持った個人

２．熟達した専門化

３．トレーニングを受けた人

人工システムにおける人の関与状
況の変化

サービス業務の変化

１．作業時間中常時・全期間、調整、補給、補修などが必要「召使装置」の進化

１．エネルギーの供給

2019 ©知財創造研究分科会

２．定期的サービ
スが必要

２．食品や日用品の配達

５．同じ機能を、人が汎用機を操作して実現する

６．同じ機能を、自動機械が担当
する

２－３．人の力に代わって、大きな力、ス
ピード 、生産性を実現する

２－４．情報を受発信する人の能力の代わりをする

３．人は補助機械などのメンテナンスを行う（故障予防装置、自動給脂装置のメンテナンス）

人の作業対象の変化

人工システムと人との関係の進化

２．人は生産機械のメンテナンスを行う（例えば、機械への給脂作業）

４．同じ機能を、人が専用機を操作して実現する

２－２．手や指、声帯、などの複雑な身体の「道具」の代わりとなって、複雑な機能をはたす

３．緊急サービスのみ（故障時などに対応するだけ）

３．快適さの維持：
冷暖房、照明など

４．保護

５．情報提供６．エンターテインメ
ント

２－５．人の脳の代わりをつとめて、判断作業をおこなう

サービス・ロボット進化ツリーＶｅｒ．２と区分
具体的な進化ライン

幹：人工知能の進化ライン
７．個性を持ったシステムの登場。生命体をモデルにした行動を行う

２－５．人の脳の代わりをつとめて、判断作業をおこなう

６．創造的能力発展の波が繰り返される

理想像の獲得６．人との会話に類した情報交換を行い、共同作業を行うシステム

４．簡単な原因と結果との関係を理解し、これが意識的（論理的）な思考技術と自分の 限定的な環境を扱う能力の基礎となる

因果の推測

５．自動学習能力を持つシステム

７．システムの有害な影響を許容可能な最低限まで低減しながら環境を利用し、変化させる

５．現代の複雑な生活環境を理解し、これと対処するために求められる大量の情報の獲得

対象のモデル化

９．システムは環境を好転させる

８．システムが環境に与える影響の（益と害とがバランスした）平衡状態

６．環境内の物質を変化させて活用する

５．環境内の物質をシステムの内部に一要素として取り込む

知識の獲得
３．短期的な強い創造性の発展

５．感情移入の聴取２－４．情報を受発信する人の能力の代わりをする

４．自動調整（ユーザーへの対応、機械・装置が自動的に最適化する）

言語の理解

４．注意深い聴取３．システムを特定の作業に適するようにしたり、必要な特性に設定することが可能
２－３．人の力に代わって、大きな力、スピード 、生産性を実現する

物理的接触を伴った行動の習熟

３．選択的な聴取

１．無視

２－１．歯、爪、こぶし、足などの簡単な身体の「道具」の代わりとなって、簡単な機能をはたす

画像の認識

２．食品や日用品の配達

５．情報提供４．保護

３．快適さの維持：
冷暖房、照明など

１．エネルギーの供給

６．エンターテインメ
ント

３．システムは環境内の物質を能動的に利用する

２．システムは環境内の物質を、変化させずそのまま、システムの一要素にするまでゆかない状態で受動的に利用する

時間軸を伴う情報や複数の感覚情報の認識

自動機械2019 ©知財創造研究分科会

２．無意識の内に簡単な環境要素の扱い方を学ぶ

自らの行動の計画

２．聞くふり２－２．手や指、声帯、などの複雑な身体の「道具」の代わりとなって、複雑な機能をはたす具体的な進化ライン

４．システムが環境内のエネルギーを利用する

感性の理解人工知能の進化ライン(幹）「はやぶさ２」
できるだけ人間の手を借りずに、自分自身で状況を見極めて正しい判断をする宇宙探査機「ユニボ」
ユーザーの表情や音「EMIEW3」
声から感情を認識すサポートを必要とす るパートナーロボット
るお客を見つけて自ら接客行動を開始
する案内ロボット「アイボ」
感情らしい表現をする犬型の家庭用「パルロ」
エンターテイメント
人に情報やサービス ロボットを提供するパーソナル
ホームコンシェルジュロボット
「キロボ・ミニ」
思い出や好みを覚え、その人に合わせて変化・成長するコミュニ
ケーションロボット「見守っチャオ」
スマホで外出先からいつでも部屋の様子が見られるラ「自動包餡機N202」 イブカメラロボット
２枚の回転する円盤
時間軸を伴う情報や複数の感覚情で皮を均一に寄せ餡
報の認識を包みながら丸く成形する自動食品機械
画像の認識

自動機械

人工知能の進化2019 ©知財創造研究分科会

自らの行動の計画

対象のモデル化

因果の推測「ロックス」
人間のアイデア会議の発想を支援するファシ
リテーションロボット

知識の獲得

感性の理解

「ラボット」
社会性を身につけるために互いにコミュニケーションするように２体セットとした家庭型ロボット

言語の理解

物理的接触を伴った行動の習熟

理想像の獲得「オリー」
人の感情を認識してその場の感情合わせたＬＥＤ表示を行う
人格形成ロボット「ペッパー」
空気を読む感情認識
機能と感情生成機能による心を持った家庭用ロボット

進化ラインのステップで得られる効用
進化ラインのステップの項目名だけでは、その内容がよくわからないため、上市された商品のマッピングができないことがある。
１．エネルギーの供給
２．食品や日用品の配達
３．快適さの維持：冷暖房、照明など
４．保護
５．情報提供６．エンターテイメント
環境を最適に保つ

買い物をする手間が省ける

生きていくことができる

１．エネルギーの供給

２．食品や日用品の配達

多くの人々を豊かにできる

自己実現が図れる

安全な生活が送れる

６．エンターテインメ
ント

５．情報提供４．保護

３．快適さの維持：
冷暖房、照明など

そのため、そのステップの項目名に関する技術をサービス・ロボットに適用した場合の効用を考えることにした。
その結果、上市された商品のマッピングが容易に行えるようになった。

「召使装置」の進化

2019 ©知財創造研究分科会

「召使の進化」の進化ライン（枝）ASIMO
人との共存を狙ったロボット

６．エンターテインメ
ント

Echo(エコー)
音声で操作できるｽﾏｰﾄｽﾋﾟｰｶｰ
ｱﾎﾞｯﾄﾗｲﾘｰ
手のひらｻｲｽﾞの見守りﾛﾎﾞｯﾄ

３．快適さの維持：
冷暖房、照明など

２．食品や日用品の配達

１．エネルギーの供給「召使装置」の進化

VecterAlexa経由
機器制御
買物支援

DOM
保温保冷
自動配送ﾛﾎﾞｯﾄ
Yape
ﾗｽﾄﾏｲﾙ
自動配送ﾛﾎﾞｯﾄ

2019 ©知財創造研究分科会

５．情報提供EMIEW 3
接客可能な多言語対応
ﾋｭｰﾏﾉｲﾄﾞﾛﾎﾞｯﾄ

４．保護フーロン
適切な湯温と入浴時間を教えてくれる「お風呂の友」

Robby2ﾗｽﾄﾏｲﾙ
自動配送ﾛﾎﾞｯﾄ

Knightscope K3
ｶｽﾀﾑｺﾝｼｪﾙｼﾞｭ
機能を備えたﾊﾟﾄﾛｰﾙﾛﾎﾞｯﾄ

漫才ロボット
コンビ、「あいちゃん」と「ゴン太」
お題に自動で漫才作成

タチコマ
1/8ｽｹｰﾙ再現
物を教える
会話が可能

KUBI
遠隔ﾌﾟﾚｾﾞﾝ
首振りスマホ台

ロボピン
独自の感情表現
案内誘導ロボット

ｾｺﾑﾛﾎﾞｯﾄ X3
人ごみの中も安全走行警備,道案内召使装置は、これまでは家庭内個別サービスよりも公共サービス軸で進化の傾向
情報提供やエンタメで徐々にパーソナルサービス対応へ似て非なるサービス・ロボットの進化
ロボットの名
称／型番

ｶﾃｺﾞﾘｰロビ
2013.02.25
マガジンシ
リーズ発売

イラスト

入力部

制御部

出力部

特徴

人型コミニケーション
ロボット

マイク、人感センサー、３軸
加速度センサーマイコンボード、音声認識
ボード、人感センサーボー
ド、ＬＥＤボード、リモコンボード、バッテリー

サーボモーター、ＬＥＤ、ス
ピーカー

ネットにつながらない（会話ログ流出防止）、テレビのＯＮ／ＯＦＦ、ボ
リューム調整ロビ２
2017.06.06
マガジンシ
リーズ発売

人型コミニケーション
ロボットマイク、人感センサー、３軸
加速度センサー、カメラ（顔認証、笑顔認識、写真撮影）

同上

同上

ネットにつながらない（会話ログ流出防止）、テレビのＯＮ／ＯＦＦ、ボリューム調整
ＱＲコードで機能を追加する
ロビ２、相棒ロボット（Ｑ-ｂｏ）、人間の三者コミュニケーションが楽しめる

ロボホン
SR-01M-W（3G/LTE）
SR-02M-W（Wi-Fi）
2016.05.26
発売

モバイル型
ロボット電
話９軸（加速度３軸、地磁気３軸、ジャイロ３軸）センサー、照度センサー、ＧＰＳ、ブルートゥース、カメラ（顔認証、笑顔認識、写真撮影）、タッチパネル搭
載の液晶ディスプレイ

音声認識ボード、、ＬＥＤボード、リモコンボード、バッテリー

サーボモーター、ＬＥＤ、ス
ピーカー、プロジェクター（おでこのプロジェクターで映像を投影できる）、ブ
ルートゥース

電話やメール、カメラなど携帯電話の基本的な機能を備えており、全機能が音声対話による操作に対応している
ネットワーク経由でアップデートが可能であり、さらにユーザーの利用状況やプロフィールなどを学習することで、次第に変化、成長していく

ロボホン
SR-03M-Y（3G/LTE）
SR-04M-Y（Wi-Fi）
2019.02.17
発売

モバイル型
ロボット電話

同上

同上
ＡＩ技術を活用した手話通訳アプリケーション
2017.11.08開発済発表（左欄参照）

同上

同上
新しいロボホンでは、プロジェクターはなくなったが、テレビなどの家電との連携が可能となり、ロボホンに保存された動画などをテレビ画面に映し出せるアトム
2018.10.01
発売

人型コミニ
ケーション
ロボット

６軸（加速度３軸、ジャイロ３軸）センサー、マイク、人感センサー、３軸加速度セン
サー、カメラ、ブルートゥー
ス、Wi-Fi対応、タッチセンサー（静電式）、タッチパネ
ル付き液晶ディスプレイ

フロントエンドＡＩ、クラウド
ＡＩ、マイコンボード、音声認識ボード、人感センサー
ボード、ＬＥＤボード、リモコンボード、バッテリー

サーボモーター、ＬＥＤ、ス
ピーカー、ブルートゥース、
液晶ディスプレイ、ＵＳＢ
ポート

ネットにつながる、自己診断機能を備えている、胸の画面で映像が出力できる
クラウドAIとの連携により、ロボットとしての成長やさまざまなコンテンツの利用が可能になる2019 ©知財創造研究分科会

進化ラインの使い方（参考）「Directed Evolution®」ソフトウェア、ｱｲﾃﾞｨｴｰｼｮﾝ・ｲﾝﾀｰﾅｼｮﾅﾙ社

新たな技術的な機会潜在的に逃された機会(ニッチマーケット)

進化ライン

XX

凡例
抜かされたステップ
歴史上文書化されたステップ
2019 ©知財創造研究分科会

将来のステップ
X 現在位置サービス・ロボットの反システムの課題
次世代のサービス・ロボットを提案するという問題については、サービス・ロボットの基本有益機能を実現することを課題として設定し、その課題の反システムを考えることで解決の指針が得られます。
システムの課題は「サービス・ロボットが人間の行動を支援する」です。
システムの反課題は「人間がサービス・ロボットの行動を支援する」
システムの否定課題は「サービス・ロボットが人間の行動を支援しない（邪魔する）」となります。
下位システムの課題は「人間の行動の一部をサービス・ロボットが支援する」です。
下位システムの反課題は「人間がサービス・ロボットの行動の一部を支援する」
下位システムの否定課題は「サービス・ロボットが人間の行動の一部を邪魔する」となります。
上位システムは課題は「サービス・ロボットが人間が行動する環境を整える」です。
上位システムの反課題は「人間がサービス・ロボットが行動する環境を整える」
上位システムの否定課題は「サービス・ロボットが人間の行動環境を悪くする」となります。
2019 ©知財創造研究分科会

サービス・ロボットの進化機会マップの例「サービス・ロボット」の進化機会マップ
2019.06.24、©知財創造研究分科会
ASIMO
人との共存を狙ったロボット

５．感情移入の聴取

漫才ロボットコンビ、「あいちゃん」と「ゴン太」
お題に自動で漫才作成

４．注意深い聴取

ロボピン
独自の感情表現
案内誘導ロボット
ｾｺﾑﾛﾎﾞｯﾄ X3
人ごみの中も安全走行警備,道案内

３．選択的な聴取

VecterAlexa経由
機器制御
買物支援

Echo(エコー)
音声で操作できるｽﾏｰﾄｽﾋﾟｰｶｰ

EMIEW 3
接客可能な多言語対応
ﾋｭｰﾏﾉｲﾄﾞ
ﾛﾎﾞｯﾄ

KUBI
遠隔ﾌﾟﾚｾﾞﾝ
首振り
スマホ台

タチコマ
1/8ｽｹｰﾙ再現
物を教える
会話が可能

ｱﾎﾞｯﾄﾗｲﾘｰ
手のひら
ｻｲｽﾞの見守りﾛﾎﾞｯﾄ

２．聞くふり

DOM
保温保冷
自動配送
ﾛﾎﾞｯﾄ

１．無視

Yape
ﾗｽﾄﾏｲﾙ自動配送ﾛﾎﾞｯﾄ

フーロン
適切な湯温と入浴時間を教えてくれる「お風呂の友」

Robby2
ﾗｽﾄﾏｲﾙ
自動配送ﾛﾎﾞｯﾄ

聴取／ｺﾐｭﾆｹｰｼｮﾝ
１．エネルギーの供給
召使装置

2019 ©知財創造研究分科会

２．食品や日用品の配達

３．快適さの維持：
冷暖房、照明など

４．保護

５．情報提供６．エンターテイメント