財 団 法 人   機 械 シ ス テ ム 振 興 協 会 委託先 社団法人日本ロボット工業会

この事業は、競輪の補助金を受けて実施したものです。

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システム技術開発調査研究 1 8 − R − 4

次世代ロボット技術（ＲＴ）の 環境構造化に関する調査研究

報告書

平成 1 9 年 3 月

財 団 法 人   機 械 シ ス テ ム 振 興 協 会 委託先 社団法人日本ロボット工業会

報告書̲H1-4  07.3.22 4:17 PM  ページ 1

序

わが国経済の安定成長への推進にあたり、機械情報産業をめぐる経済的、社会的諸条件は急速 な変化を見せており、社会生活における環境、防災、都市、住宅、福祉、教育等、直面する問題 の解決を図るためには、技術開発力の強化に加えて、ますます多様化、高度化する社会的ニーズ に適応する機械情報システムの研究開発が必要であります。

このような社会情勢に対応し、各方面の要請に応えるため、財団法人機械システム振興協会で は、日本自転車振興会から機械工業振興資金の交付を受けて、機械システムの調査研究等に関す る補助事業、新機械システム普及促進補助事業を実施しております。

特に、システム開発に関する事業を効果的に推進するためには、国内外における先端技術、あ るいはシステム統合化技術に関する調査研究を先行して実施する必要がありますので、当協会に 総合システム調査開発委員会（委員長 政策研究院 リサーチフェロー 藤正 巖氏）を設置し、同 委員会のご指導のもとにシステム技術開発に関する調査研究事業を実施しております。

この「次世代ロボット技術（ＲＴ）の環境構造化に関する調査研究報告書」は、上記事業の一 環として、当協会が 社団法人日本ロボット工業会 に委託して実施した調査研究の成果でありま す。 今後、機械情報産業に関する諸施策が展開されていくうえで、本調査研究の成果が一つの礎石 として役立てば幸いであります。

平成１９年３月

財団法人機械システム振興協会

はじめに

我が国のロボット産業は、強い国際競争力を持っており、近年のロボットの技術シーズは、着 実に蓄積されつつあるが、新市場を形成するロボットの新製品が生まれないと言う問題も指摘さ れており、この状況を改善するには、ユーザが真に求めるサービスを特定し、それを実現できる 技術を研究開発することが重要であると考えられる。

また、２００６年６月に取りまとめられた「経済成長戦略大綱」において、ロボットは、我が 国が「世界のイノベーションセンター」となるための新産業群の１つとして位置づけられており

、ロボット新市場拡大を目的に、経済産業省の「２１世紀ロボットチャレンジプログラム」では

、「サービスロボット市場創出支援事業」や「戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェクト」

「人間支援型ロボット実用化プロジェクト」「次世代ロボット共通基盤開発プロジェクト」等が 進められている。

産業用ロボットの世界では、環境を構造化することによって、単純繰り返し作業能力しかない ロボットでもその機能と実用価値、応用範囲を高めることに成功しているが、これまで人間共存 環境下の中で 動作するロボット実現のアプローチは、ロボット自体の高機能化を主として進めら れてきたが、現実環境は多様なため、ロボットはごく限られたことしか出来ず、高コスト、大型 化にならざるを得ず、サービスロボットの普及がなかなか進めなかった。

このような状況の中で、ロボットが行動する環境側に、現在、および近未来のＩＴ技術、コン ピュータネットワーク技術、ユビキタスコンピュータ技術などを活用し、ロボットが行動する環 境側に、ロボットを知能化しやすいインフラを整備する環境の情報構造化技術が進捗すれば、ど のような用途にも応じられる共通の情報構造化環境が確立されると想像されるが、近未来におい てこうした汎用的技術を実現することは困難であり、用途に応じて、個別に環境構造化技術を追 求することが重要である。

このような背景を踏まえて、「次世代ロボット技術（ＲＴ）の環境構造化に関する調査研究」

は、ＲＴ構築の基盤としての、環境構造化・知能化技術に焦点を当て、環境構造化技術とそのロ ボット技術（ＲＴ）での活用法を明らかにするもので、それにより、ＲＴソリューションによる 実証システム事例が多数発掘され、「２１世紀ロボットチャレンジプログラム」などで取り上げ るべき研究課題が数多く創出されることを期待して、財団法人機械システム振興協会より委託を 受け実施したものである。

本調査研究を遂行するにあたり，本調査研究のために設置された「次世代ロボット技術環境構 造化調査研究専門委員会(本委員会)（委員長：谷江和雄・首都大学東京教授）」、並びに「公共 空間情報構造化ＷＧ（主査：淺間一・東京大学教授）、「住宅情報構造化ＷＧ（主査：水川真・

芝浦工業大学教授）」、「作業現場情報構造化ＷＧ（主査：大場光太郎・(独)産業技術総合研究 所グループリーダ)」、「産業用情報構造化ＷＧ（主査：新井民夫・東京大学教授）」の委員各位 と専門分野から貴重なご意見、ご指導を賜った関係各位のご尽力に対し心より感謝申し上げる次 第である。

平成１９年３月

社団法人日本ロボット工業会

目 次

序 はじめに 目次

１．調査研究の目的 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1 ２．調査研究の実施体制 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2 ３．調査研究の内容 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8 第１章 生活支援ＲＴシステムのアプリケーションによる実証システム ‥‥‥‥‥‥ 8 １．１ ロボットタウンの実証的研究 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8 １．２ 環境と作業構造のユニバーサルデザイン ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 11 第２章 開発促進戦略 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14 ２．１ 公共空間環境構造化分野におけるＲＴシステムの構想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14 ２．１．１ 公共空間分野における環境構造化の特徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14 ２．１．２ 駅、空港 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14

（１）駅 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14

（２）空港 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 18 ２．１．３ 図書館、美術館、科学館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20

（１）科学館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20

（２）美術館、博物館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25

（３）図書館 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 31 ２．１．４ 商業空間 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 34

（１）大型商業施設 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 34 ２．１．５ 官庁、オフィス ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 38

（１）官庁 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 38

（２）オフィス ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 42 ２．１．６ 公共空間分野における環境構造化を活用した知能化技術 ‥‥‥‥‥ 45 ２．１．７ 環境構造化を推進するために開発すべき技術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 49 ２．２ 住宅環境構造化分野におけるＲＴシステムの構想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 53 ２．２．１ 住宅分野における環境構造化の特徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 53 ２．２．２ 高齢者支援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 54

（１）８０歳の単身世帯者 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 54 ２．２．３ 共働き支援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 62

（１）二人の子供を持つ共働き世帯者 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 62 ２．２．４ 住宅分野における環境構造化を活用した知能化技術 ‥‥‥‥‥‥‥ 68 ２．２．５ 環境構造化を推進するために開発すべき技術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 80 ２．３ 作業現場環境構造化分野におけるＲＴシステムの構想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86 ２．３．１ 作業現場分野における環境構造化の特徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86 ２．３．２ 建築分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86

（１）建築工事における現場監督 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86

（２）建築工事作業に携わる協力会社の職長 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 91 ２．３．３ 土木分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 93

（１）建設機械工事 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 93 ２．３．４ 農業分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 98

（１）稲作（屋外） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 98

（２）カンキツ（屋外） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 101

（３）高設栽培イチゴ（屋内） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 104

（４）トマト（屋内） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 107 ２．３．５ 災害分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 111

（１）大都市大震災での救助支援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 111

（２）地下街における化学剤漏洩災害対応 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 115

（３）化学プラント事故対策 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 118

（４）交通機関における事故対策 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 120 ２．３．６ 作業現場分野における環境構造化を活用した知能化技術 ‥‥‥‥‥ 121 ２．３．７ 環境構造化を推進するために開発すべき技術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 122 ２．４ 産業用環境構造化分野におけるＲＴシステムの構想 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 124 ２．４．１ 産業用分野における環境構造化の特徴 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 124 ２．４．２ 作業構築を中心とする環境構造化 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 130

（１）汎用つかみ機構の開発 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 130

（２）掴み機構データベースの構築 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 132

（３）エンドエフェクタ制御動作環境の充実 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 134

（４）ロボット・環境配置設計 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 135

（５）教示自動化のための情報埋め込み ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 137

（６）環境構造化による物流インタフェース支援 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 139 ２．４．３ ビジョン・センシングを中心とする環境構造化‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 139

（１）ＤｆＶｉｓｉｏｎ: ビジョンセンサ用の設計 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 139

（２）ポカミス防止のための環境構造化 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 141

（３）安全のための作業者の動作計測・予測とロボット制御 ‥‥‥‥‥‥ 143 ２．４．４ 産業用分野における環境構造化を活用した知能化技術 ‥‥‥‥‥‥ 146 ２．４．５ 環境構造化を推進するために開発すべき技術 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 146 第３章 環境構造化における標準化案 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148 ３．１ はじめに ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148 ３．２ 関連する標準化動向 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148 ３．２．１ ＮＲＦ（ネットワークロボットフォーラム）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148 ３．２．２ ＲＴミドルウェア ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 150 ３．２．３ その他 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 151 ３．３ シナリオ事例に基づく検討 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 153 ３．３．１ 基本フレームワーク ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 153 ３．３．２ 公共空間で想定される標準化要素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 154 ３．３．３ 住宅環境で想定される標準化要素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 154 ３．３．４ 作業現場で想定される標準化要素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 154 ３．３．５ 製造現場で想定される標準化要素 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 155 ４．調査研究の成果（まとめ） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 156 ５．調査研究の今後の課題及び展開 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 168

１．調査研究の目的

我が国のロボット産業は、産業用ロボット生産高では世界の６０％を占め、強い国際競争力を持って おり、この強いロボット産業を一層強化するために、また、２１世紀の高齢化社会における安心・安全 で質の高い生活の実現を目指すため、社会ニーズを鑑み、従来からロボットが活躍している産業用から、

医療・福祉、日常生活支援などの非産業分野に展開し、市場を拡大する技術開発努力が進められてきた。

その結果、ロボットの技術シーズは、着実に蓄積されつつあるが、新市場を形成するロボットの新製 品が生まれないと言う問題が指摘されており、この問題に対処するために、ロボット産業をソリューシ ョンビジネスとして育成する方向が提案され、それに基づいて経済産業省の「２１世紀ロボットチャレ ンジプログラム」では、技術インフラの整備を目的とした「ＲＴミドルウェア開発」や「ロボットコン ポーネントの充実を図る戦略的機能部品開発」が進められてきた。

このような背景の中で、これら技術インフラを活用して、近年のユビキタスコンピュータ技術やネッ トワーク技術などＩＴ分野の進展を踏まえ、ユーザが求める真に役立つロボットシステムをいかに構築 するかが急務となっており、生活空間などでＲＴコンポーネントを統合し、次世代ロボット技術システ ムを容易に構築するためには、高機能化、知能化するアプローチだけにとらわれず、環境をＲＴに合う ように知能化するための基礎技術を早急に整備することが求められており、今後とるべきロボット技術 の新たな方向、また、その方向を視野に、具体的に技術開発すべき課題を明らかにすることを目的に調 査研究を実施する。

一方、近年のエレクトロニクスやＩＴの進展はめざましく、空間位置のデジタル化や、空間に存在す る物体をＩＣタグ等により知的情報として活用することを可能にしている。例えば、自動車分野では、

衛星通信をベースにしたＧＰＳが社会インフラとして普及したように、自動車単体ではなく環境インフ ラとの併用で、カーナビが発達した。環境・空間を各種の位置計測手段によってデジタル化する技術は、

特にＧＰＳの技術として進展し、ミサイルの誘導、カーナビなどに応用されており、近年では、その位 置計測の高精度化が追求され、携帯電話、時計、パソコンなどに搭載し、その付加価値を高めることが 検討されている。

ロボット技術の新たな方向としてここで注目した技術は環境の情報構造化技術である。

ロボットは作業を実行するには対象、環境に関する知識が必要であり、また、環境中での位置の情報も 必要である。こうした知識・情報を最近のＩＴ、ユビキタスコンピューティング技術で空間に付加し、

ロボットを支援することを考え、ここではこうした知識・情報を付加した「ロボットの外側」の対象や 環境を情報的に構造化された環境、あるいは情報構造化環境と呼ぶ。

また、経済産業省の「技術戦略マップ」の中で必要機能とされている環境構造化の技術的手段として ＲＦＩＤ等のＩＣタグを各種製品あるいは環境の各所に設置する技術が検討されており、これらはセキ ュリティ、軍用などで一部実用化されているものの、ロボット技術分野への応用はあまり検討されてい ず、ＩＴ、通信ネットワーク技術と並び、今後ロボットの高度化と応用分野の拡大を支援する重要な要 素技術になると期待されている。

公共分野、医療、福祉分野、生活分野などにおいて、ＲＴコンポーネントをうまく統合して、ユーザ が期待する新製品を開発しやすい環境を整備する上で、重要なキーテクノロジは、ユーザの期待に応え る知的なシステムを構築し易い基盤を整備することが重要である。生活空間で使われるロボットにおい ても、その作業環境は産業現場よりもより作業対象は複雑、多様になることから、ロボットのみに機能 を依存し、効果を発揮することは不可能で何らかの環境側への工夫が求められる。しかし、人の生活空 間は工場のようにロボット向きにその物理構造を改変できないことから、工場とは異なる方法による環 境の構造化が必要である。ここに解決策を与えるのが、近年のＩＴ、ユビキタスコンピューティング、

ネットワーク技術を活用し、情報によって環境を構造化することである。

本調査研究はこのような、ロボット導入の阻害要因を解消するための環境側への情報の埋め込みを行 う環境構造化技術とそのＲＴでの活用法を明らかにするもので、環境構造化技術の導入で、ロボットの 新たな応用展開を目指すもので、それにより、ＲＴソリューションによる実証システム事例が多数発掘 され、さらに「２１世紀ロボットチャレンジプログラム」などで取り上げるべき研究課題が数多く創出 されることを目的としている。また、近年のエレクトロニクスやＩＴの進展による、環境をデジタル化 し、空間に存在する機器やシステムの知能化を容易にする技術の進展はめざましく、次世代ロボット技 術を容易に構築するための基盤となる環境構造化を図ることによって、今後、期待の大きい生活支援Ｒ Ｔ市場の顕在化、創出に資するものである。

２．調査研究の実施体制

本調査研究の実施体制は、社団法人日本ロボット工業会内に学識経験者、メーカ、ユーザからなる専 門委員会を設置し、これらの審議、指導により事業を実施する。

また、本委員会の下に４つのＷＧ（分科会）を設置し、具体的な作業を行った。

委託

次世代ロボット技術環境構造化調査研究専門委員会（本委員会）

委員長：谷江和雄

（首都大学東京）

（財）機械システム振興協会 総合システム調査開発委員会

（社）日本ロボット工業会

産業用情報構造化 ＷＧ 主査：新井民夫

（東京大学）

公共空間情報構造 ＷＧ

主査：淺間一

（東京大学）

住宅情報構造化 ＷＧ 主査：水川真

（芝浦工業大学）

作業現場情報構造化 ＷＧ

主査：大場光太郎 ((独)産業技術総合研究所)

総合システム調査開発委員会委員名簿

（順不同・敬称略）

委員長 政策研究院 藤 正 巖 リサーチフェロー

委 員 埼玉大学 太 田 公 廣 地域共同研究センター

教授

委 員 独立行政法人産業技術総合研究所 金 丸 正 剛 エレクトロニクス研究部門

副研究部門長

委 員 独立行政法人産業技術総合研究所 志 村 洋 文 産学官連携部門

コーディネータ

委 員 東北大学 中 島 一 郎 未来科学技術共同研究センター

センター長

委 員 東京工業大学大学院 廣 田 薫 総合理工学研究科

教授

委 員 東京大学大学院 藤 岡 健 彦 工学系研究科

助教授

委 員 東京大学大学院 大 和 裕 幸 新領域創成科学研究科

教授

次世代ロボット技術環境構造化調査研究専門委員会(本委員会) 委員名簿

（順不同・敬称略）

（次頁続く）

委員長 委員

委員名 谷江 和雄 近藤 直 長谷川 勉 山口 亨 水川 真 中内 靖 新井 民夫 淺間 一 橋本 秀紀 鈴木 剛 田所 諭 前田 雄介 菅野 重樹 天野 久徳 平井 成興 大場光太郎 谷川 民生 山元 弘 伊藤 弘 長坂 善禎 辻 邦浩 藤田 俊弘 中川友紀子 村上 弘記 池田 雄一 小林 政己 蔡 成浩 稲葉 良平 黒澤 豊樹 吉灘 裕 竹内 啓五 井上 敬治 長瀬 雅之 鈴木 章悦 小南 哲也 松日楽信人 伊藤 健三 山本 浩一 岩城 敏 三宅 徳久

機関名 首都大学東京 愛媛大学 九州大学 首都大学東京 芝浦工業大学 筑波大学 東京大学 東京大学 東京大学 東京電機大学 東北大学 横浜国立大学 早稲田大学

総務省消防庁消防大学校 (独)産業技術総合研究所 (独)産業技術総合研究所 (独)産業技術総合研究所 (独)土木研究所

(独)建築研究所

(独)農業・食品産業技術 総合研究機構

㈱Robotic Space Design 研究所 ＩＤＥＣ㈱

㈱アールティ 石川島播磨重工業㈱

㈱大林組 川崎重工業㈱

鹿島建設㈱

キヤノン㈱

黒澤Ｒ＆Ｄ技術事務所

㈱小松製作所 清水建設㈱

JR東日本研究開発ｾﾝﾀｰ

㈱セック 大成建設㈱

㈱デンソーウェーブ

㈱東芝

㈱ニチイ学館 日産自動車㈱

日本電信電話㈱

パラマウントベッド㈱

所属・役職

ｼｽﾃﾑﾃﾞｻﾞｲﾝ学部ﾋｭｰﾏﾝﾒｶﾄﾛﾆｸｽｼｽﾃﾑｺｰｽ教授 大学院理工学研究科教授

大学院ｼｽﾃﾑ情報科学研究院教授 ｼｽﾃﾑﾃﾞｻﾞｲﾝ学部情報通信ｼｽﾃﾑｺｰｽ教授 工学部電気情報系電気工学科教授

大学院ｼｽﾃﾑ情報工学研究科知能機能ｼｽﾃﾑ専攻助教授 大学院工学系研究科教授

人工物工学研究ｾﾝﾀｰ教授 生産技術研究所助教授 工学部情報通信工学科助教授 大学院情報科学研究科教授

大学院工学研究院システムの創生部門助教授 理工学部機械工学科教授

消防研究ｾﾝﾀｰ主幹研究官 知能ｼｽﾃﾑ研究部門部門長

知能ｼｽﾃﾑ研究部門空間機能研究ｸﾞﾙｰﾌﾟｸﾞﾙｰﾌﾟﾘｰﾀﾞ 知能ｼｽﾃﾑ研究部門空間機能研究ｸﾞﾙｰﾌﾟ主任研究員 技術推進本部先端技術ﾁｰﾑ主席研究員

研究総括監

中央農業総合研究ｾﾝﾀｰ高度作業ｼｽﾃﾑ研究ﾁｰﾑ 主任研究員

代表取締役

常務執行役員・研究開発＆マーケティング戦略担当 代表取締役

技術開発本部総合開発ｾﾝﾀ-制御ｼｽﾃﾑ開発部 主幹研究員

技術研究所建築生産ｼｽﾃﾑ研究室副主査 技術開発本部研究企画部上級専門職 技術研究所建築生産ｸﾞﾙｰﾌﾟ主任研究員

生産技術本部生産技術推進センター生産技術戦略部 所長 研究本部建機第１ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝｾﾝﾀﾕﾆｯﾄﾏﾈｰｼﾞｬ

技術研究所先端技術開発ｾﾝﾀｰ主任研究員

先端鉄道ｼｽﾃﾑ開発ｾﾝﾀｰ企画・先端技術ｸﾞﾙｰﾌﾟ課長 開発本部第４開発部部長

土木本部機械部部長

制御ｼｽﾃﾑ事業部技術２部部長

研究開発ｾﾝﾀｰﾋｭｰﾏﾝｾﾝﾄﾘｯｸﾗﾎﾞﾗﾄﾘ-研究主幹 神戸ﾎﾟｰﾄｱｲﾗﾝﾄﾞｾﾝﾀｰ執行役員

車両生産技術本部車両技術開発試作部主担 ＮＴＴｻｲﾊﾞｰｿﾘｭｰｼｮﾝ研究所主任研究員 技術本部主席研究員

次世代ロボット技術環境構造化調査研究専門委員会 公共空間情報構造化ＷＧ・委員名簿

（順不同・敬称略）

委員名 機関名 所属・役職

主査 淺間 一 東京大学 人工物工学研究ｾﾝﾀｰ教授 委員 長谷川 勉

橋本 秀紀 鈴木 剛 辻 邦浩 中川友紀子 村上 弘記 井上 敬治 松日楽信人 細田 祐司 森田 俊彦 青山 元 椎名 一博

九州大学 東京大学 東京電機大学

㈱Robotic Space Design 研究所

㈱アールティ 石川島播磨重工業㈱

JR東日本研究開発ｾﾝﾀｰ

㈱東芝 ㈱日立製作所

㈱富士通研究所 富士重工業㈱

三井不動産㈱

大学院ｼｽﾃﾑ情報科学研究院教授 生産技術研究所助教授

工学部情報通信工学科助教授 代表取締役

代表取締役

技術開発本部総合開発ｾﾝﾀ-制御ｼｽﾃﾑ開発部 主幹研究員

先端鉄道ｼｽﾃﾑ開発ｾﾝﾀｰ企画・先端技術ｸﾞﾙｰﾌﾟ課長 研究開発ｾﾝﾀｰﾋｭｰﾏﾝｾﾝﾄﾘｯｸﾗﾎﾞﾗﾄﾘ-研究主幹 機械研究所ﾛﾎﾞﾃｨｸｽﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ主管研究員 自律システム研究部長

戦略本部ｸﾘｰﾝﾛﾎﾞｯﾄ部部長

Ｓ＆Ｅ総合研究所上席主任研究員

細田 祐司

茶山 和博 内山 隆 青山 元 榊原 伸介 伊東 一郎 北野 斉 椎名 一博 飯島 雅人 村井 真二

㈱日立製作所

㈱フジタ

㈱富士通研究所 富士重工業㈱

ファナック㈱

㈱前川製作所 松下電工㈱

三井不動産㈱

㈱ﾐｻﾜﾎｰﾑ総合研究所

㈱安川電機

機械研究所ﾛﾎﾞﾃｨｸｽﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ主管研究員 土木本部技術顧問

取締役

戦略本部ｸﾘｰﾝﾛﾎﾞｯﾄ部部長 ﾛﾎﾞｯﾄ研究所名誉所長

総合ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ企画室上席理事

生産技術研究所 ﾛﾎﾞｯﾄ技術開発ｸﾞﾙｰﾌﾟ 主担当 Ｓ＆Ｅ総合研究所上席主任研究員

ｾﾝｻ・ITｿﾘｭｰｼｮﾝ担当

ﾛﾎﾞｯﾄ事業部ﾛﾎﾞｯﾄ工場開発部開発第２課課長 ｵﾌﾞｻﾞｰﾊﾞ 土屋 博史

加賀 義弘 経済産業省

経済産業省 製造産業局産業機械課課長補佐 製造産業局産業機械課技術係長

次世代ロボット技術環境構造化調査研究専門委員会 住宅情報構造化ＷＧ・委員名簿

（順不同・敬称略）

委員名 機関名 所属・役職

主査 水川 真 芝浦工業大学 工学部電気情報系電気工学科教授 委員 山口 亨

中内 靖 鈴木 剛 菅野 重樹 安藤 慶昭 長瀬 雅之 伊藤 健三 岩城 敏 三宅 徳久 山本 正樹 北野 斉 飯島 雅人

首都大学東京 筑波大学 東京電機大学 早稲田大学

(独)産業技術総合研究所

㈱セック

㈱ニチイ学館 日本電信電話㈱

パラマウントベッド㈱

松下電器産業㈱

松下電工㈱

㈱ﾐｻﾜﾎｰﾑ総合研究所

ｼｽﾃﾑﾃﾞｻﾞｲﾝ学部情報通信ｼｽﾃﾑｺｰｽ教授

大学院ｼｽﾃﾑ情報工学研究科知能機能ｼｽﾃﾑ専攻助教授 工学部情報通信工学科助教授

理工学部機械工学科教授 知能ｼｽﾃﾑ研究部門研究員 開発本部第４開発部部長 神戸ﾎﾟｰﾄｱｲﾗﾝﾄﾞｾﾝﾀｰ執行役員 NTTｻｲﾊﾞｰｿﾘｭｰｼｮﾝ研究所主任研究員 技術本部主席研究員

先端技術研究所ｸﾞﾙｰﾌﾟﾏﾈｰｼﾞｬ

生産技術研究所 ﾛﾎﾞｯﾄ技術開発ｸﾞﾙｰﾌﾟ 主担当 ｾﾝｻ・ITｿﾘｭｰｼｮﾝ担当

次世代ロボット技術環境構造化調査研究専門委員会 作業現場情報構造化ＷＧ・委員名簿

（順不同・敬称略）

委員名 機関名 所属・役職

主査 大場光太郎 (独)産業技術総合研究所 知能ｼｽﾃﾑ研究部門空間機能研究ｸﾞﾙｰﾌﾟｸﾞﾙｰﾌﾟﾘｰﾀﾞ 委員 近藤 直

田所 諭 天野 久徳 谷川 民生 山元 弘 中島 史郎 長坂 善禎 池田 雄一 蔡 成浩 吉灘 裕 竹内 啓五 鈴木 章悦 茶山 和博 伊東 一郎

愛媛大学 東北大学

総務省消防庁消防大学校 (独)産業技術総合研究所 (独)土木研究所

(独)建築研究所

(独)農業・食品産業技術 総合研究機構

㈱大林組 鹿島建設㈱

㈱小松製作所 清水建設㈱

大成建設㈱

㈱フジタ

㈱前川製作所

大学院理工学研究科教授 大学院情報科学研究科教授 消防研究ｾﾝﾀｰ主幹研究官

知能ｼｽﾃﾑ研究部門空間機能研究ｸﾞﾙｰﾌﾟ主任研究員 技術推進本部先端技術ﾁｰﾑ主席研究員

材料研究グループ上席研究員

中央農業総合研究ｾﾝﾀｰ高度作業ｼｽﾃﾑ研究ﾁｰﾑ 主任研究員

技術研究所建築生産ｼｽﾃﾑ研究室副主査 技術研究所建築生産ｸﾞﾙｰﾌﾟ主任研究員 研究本部建機第１ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝｾﾝﾀﾕﾆｯﾄﾏﾈｰｼﾞｬ 技術研究所先端技術開発ｾﾝﾀｰ主任研究員 土木本部機械部部長

土木本部技術顧問

総合ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ企画室上席理事

次世代ロボット技術環境構造化調査研究専門委員会 産業用情報構造化ＷＧ・委員名簿

（順不同・敬称略）

委員名 機関名 所属・役職

主査 新井 民夫 東京大学 大学院工学系研究科教授 委員 前田 雄介

藤田 俊弘 小林 政己 稲葉 良平 小南 哲也 山本 浩一 榊原 伸介 村井 真二

横浜国立大学 ＩＤＥＣ㈱

川崎重工業㈱

キヤノン㈱

㈱デンソーウェーブ 日産自動車㈱

ファナック㈱

㈱安川電機

大学院工学研究院システムの創生部門助教授 常務執行役員・研究開発＆マーケティング戦略担当 技術開発本部研究企画部上級専門職

生産技術本部生産技術推進ｾﾝﾀｰ生産技術戦略部 制御ｼｽﾃﾑ事業部技術２部部長

車両生産技術本部車両技術開発試作部主担 ﾛﾎﾞｯﾄ研究所名誉所長

ﾛﾎﾞｯﾄ事業部ﾛﾎﾞｯﾄ工場開発部開発第２課課長

３．調査研究の内容

第１章 生活支援ＲＴシステムのアプリケーションによる実証システム

総合科学技術会議連携施策群「次世代ロボット－共通プラットフォーム技術の確立－」として平成１ ７年度に採択された「ロボットタウンの実証的研究」並びに「環境と作業構造のユニバーサルデザイン」

について調査を実施した。

１．１ ロボットタウンの実証的研究

（１）概略

総合科学技術会議連携施策群「次世代ロボット」平成１７年採択プロジェクトである「ロボットタウ ンの実証的研究」について、計画内容と現状について報告する。これはロボットが人間と共生して種々 の作業を行うことを可能にするため、環境側にプログラムや情報、知識を埋め込んだ環境情報構造化プ ラットフォーム：ロボットタウンを研究開発するものである。公道でのロボット運用実験に関する規制 緩和をはかった「ロボット特区」での実績・経験をベースに、種々のロボットが活動できるプラットフ ォームを実現する。

（２）内容

ロボットは我々の住む３次元空間において、物理的移動・操作を通じて有益な作業を行う。そのため の基本となるのが、ロボット自身および作業対象、障害物の空間配置である。屋外であればＧＰＳを利 用してロボットは地球上での自己位置を正確に知ることができる。さらに地図情報を併用すれば、周囲 の状況もある程度知ることができる。しかしそれだけでは人間社会に共生して種々の作業を行うには不 十分である。人間の活動によりタウン内の物体配置や通路の状況は時々刻々と変化するからである。こ れらの変化をリアルタイムに認識・管理して、ロボットが必要とする情報を提供し、その活動を支援す る機能を環境側に持たせようというのがロボットタウンの基本概念である。

中央公園

シニアゾーン

住宅ゾーン

分散ビジョン

システム 知的道

路鋲 5GHz帯

無線LAN タウンマネジ

メントセンタ ロボット店舗

海浜

ロボットタウン

ロボットが人と共生しながら働く街ロボットタウン

ロボットが人と共生しながら働く街

知的シニア

カー 各種ロボット

システム GPS 低空移動/固定体

・ICタグ

・院内地図 車椅子を目的地へ誘導

病院内

コンビニ内

・物にICタグ

・床にIC タグ ロボットの店内移動 物の発見を支援

ICタグ

ICタグ ICタグ

電子タグ付

（ロボットが働く）

図１．１―１ 概念図

研究開発目標の概念図を図１．１－１に示す。人間が日常生活をしている街区には、街角ビジョンカ メラを分散配置する。街角ビジョンは視野内のロボットや歩行者などの移動体の位置や姿勢、運動方向 を計測する。また、歩道路面や側壁面あるいは建物内部にはＲＦＩＤタグやセンサを分散配置する。街 角カメラ、ロボット、センサはネットワークを通じて、タウンマネージメントシステムに接続されてい る。このタウンマネージメントシステムがＧＩＳ等のデータベースを含め、すべての情報を統合・管理 し、街中の人、ロボット等の移動体の状況を実時間で認識・把握する。各ロボットはその周囲の移動体 や障害物状況などの必要な情報をマネージメントセンタから供給され、その作業目標を達成することが できる。

人間共生環境の情報構造化の構築初期コストと運用・保守管理コストを考慮すると、センサやＲＦＩ Ｄタグの配置はできるだけスパースにしたい。スパースな配置は、人間にとって自然で快適な生活環境 の維持にもつながる。その反面、ロボットの行動に必要な空間的計測精度の確保が難しくなる。これら のトレードオフを探ることも研究課題である。

①ビジョンセンサ

人間やロボットなどの移動体の位置や運動を計測するため、単眼カメラを必要に応じてレーザレンジ ファインダなどと組み合わせて、環境内に固定配置して用いる。差分画像処理と高速レベルセット法と を組み合わせたものをベースに、移動体の検出と位置計測を実時間で行う。

屋外では、日照変化や風による草木の動きによる背景画像の変動の影響があるが、固定カメラである ので、カメラ毎に学習による適応や、対象エリアに関する知識などを導入することにより、頑健性を高 めることができる。

移動体が視野内に入ってきたときに、他のビジョンシステムで計測された結果があれば、ネットワー ク経由でタウンマネージメントシステムからそれらの情報を得ることが出来るので、これを利用して画 像計測処理の頑健性を高めることができる。また、レーザレンジセンサなどロボットに搭載されたセン サ情報をも統合して、全体として精度の向上と頑健性の確保をはかる。

各ビジョンからの移動体に関する位置情報は、タウンマネージメントシステムに逐次送られ管理区域 内の全ての情報とともに管理されるほか、ログとして過去の動作系列が保存される。

②ＲＦＩＤタグによる環境情報構造化

屋外通路や建物内部床面には、ＲＦＩＤタグを埋込配置し、環境情報構造化をはかる。また住宅内什 器やオフィス・病院内でロボットが操作対象とする物品にもＲＦＩＤタグを添付して、それらの認識・

移動管理に用いる。これらにより移動ロボットの自己位置確認、あるいはマニピュレーション作業支援 がなされる。

内蔵電源を持たないパッシブタグについて、実環境使用状況下での、確実な読みとり動作条件、移動 ロボット位置姿勢計測精度など、性能確認は完了している。

③タウンマネージメントシステム

宅内、オフィスや病院など建物単位、およびそれらの集合としての街区単位でタウンマネージメント システムは管理区域内の人やロボットなどの移動体の位置・姿勢および運動を計測し、個々のロボット の動作および作業を支援する。

通常のＧＩＳにくわえ、街角ビジョンシステムの配置と視野範囲、ＲＦＩＤタグの設置状況、ロボッ ト形状データなどを基本データベースとして装備する。ビジョンシステムに対しては、観測されるはず のロボットの形状や位置情報を渡して、ビジョン処理を容易にするとともに、その処理結果の検証を支 援する。またビジョンやロボットからの位置情報を統合し、認識処理や位置計測結果の一貫性を維持管 理する。

実証実験シナリオの設定と、その中での構成要素間のインタラクションのチェックを繰り返しなが ら、プロトコルの定義と拡張をすすめている。

④実証プラットフォーム

環境情報構造化プラットフォームとして、モデル住宅においてロボットによる生活支援の実証実験を 行う。 福岡市の博多湾埋め立て地「アイランドシティー」内の中央公園一角にあるレンガ住宅（図１．１－

２、３、４）の内部および周辺領域を対象に環境情報構造化を行い、住宅内部でのロボットによる生活 支援、周辺地域での通行者とロボットとのインタラクション支援を行うための環境整備を行った。

また、プラットフォームとしてのオープン化、標準化をはかるため、ハードウェアのインタフェース、

通信インフラ等検討を進めている。

図１．１－２ 実験拠点

図１．１－３ 実験住宅

図１．１－４ 実験概念図

ロボスクエア

九州大学付属病院 アイランドシティ住宅地区

福岡県福岡市 九州

分散ビジョンシステム ダイニング配膳

（人間とマニピュ レーション）

RFIDタグ

ゴミ出し（屋内⇔

屋外移動）

窓/ドア開閉

（環境構造物とマニ ピュレーション）

介護ベット操作

（各種機器とマニ ピュレーション）

入出管理 分散ビジョンシステム

ダイニング配膳

（人間とマニピュ レーション）

RFIDタグ

ゴミ出し（屋内⇔

屋外移動）

窓/ドア開閉

（環境構造物とマニ ピュレーション）

介護ベット操作

（各種機器とマニ ピュレーション）

入出管理

（３）研究体制

研究開発は、九州大学、（財）九州システム情報技術研究所、（株）安川電機、九州日本電気ソフト ウェア（株）で実施する。

既存市街地での環境情報構造化は現時点では困難であることから、アイランドシティ（福岡湾内埋め 立て地）の都市作りと連動した実証実験により研究開発拠点の実現をめざしている。モデル住宅とそ の敷地内通路および隣接公道の環境情報構造化を行う。福岡市は公園敷地や住宅をプロジェクト 期間中提供する。また、福岡県、北九州市、福岡市が地域の産学を結集して設立したロボット産 業振興会議も公式プロジェクトとして支援するなど地域ぐるみの推進体制をとっている。さらに、

九州経済産業局とも密接に協力しつつ、本プロジェクトを起爆剤に、ロボット産業振興のための プロジェクトの創設・実施しようとしている。

（４）まとめ

総合科学技術会議連携施策群「次世代ロボット」平成１７年採択プロジェクトである「ロボットタウ ンの実証的研究」の概要を報告した。国予算の効果的かつ効率的な執行の観点から、本プロジェクトで 開発されるプラットフォームは、各省庁予算で開発されているロボットの実証に提供することになって いる。研究開発内容を周知するため、平成１８年度末には、中間成果の公開をおこなうほか、１９年度 末に実証実験公開を予定している。

１．２ 環境と作業構造のユニバーサルデザイン

ここでは、科学技術振興調整費科学技術連携施策群次世代ロボット－共通プラットフォーム技術の確 立－として、平成１７年度に採択された「環境と作業構造のユニバーサルデザイン」のテーマについて、

その概略、研究内容、体制などについて記述する。

（１）概略

ロボット作業のための位置姿勢精度として、移動作業のために５０ｍｍ、把持作業のために５ｍｍ程 度の位置計測精度を目標として、環境に埋め込まれるセンサとしてはＩＣタグ、ＧＰＳ、画像処理技術 など、ロボットに搭載されるセンサとしては主に画像処理技術を用いて物体の位置姿勢情報を提供する 環境の情報提供インフラ（環境構造）を開発し提供する。

また、ロボット作業に必要とされる作業の記述構造（作業構造）についても開発し提供する。これら 環境構造と作業構造のユニバーサルデザイン設計指針を提案し、標準化を目指す。ここでは、神奈川県 の安心安全ＲＴ（ロボットテクノロジー）パークなどの実証スペースにおいて広く継続的に実証を行い、

共通プラットフォームをユーザに提供する。

本提案は、人間生活環境などロボットにとっての非整備環境での作業、さらには異機種・異環境間で の作業を簡便に実現することを可能とする、ロボット・インフラ共通プラットフォーム技術を確立し、

ロボット利活用範囲の可能性を広め、新産業創出することを目的とする。ここでは、物体の位置姿勢情 報を提供するインフラ技術を含めた環境構造と、作業構造のユニバーサルデザインについて、実証評価 実験を行いながら研究開発を行う。

（２）内容

昨今のネットワークの発達により、ユビキタス的なコンセプトをロボットに応用しようとする試みが なされている。ロボットシステム内部をネットワーク化するもの、それとは対照的に環境構造にセンサ やアクチュエータなどを埋め込んだ知的環境を実現しようとするもの（ここではユビキタス・ロボティ クスと呼ぶ）などがある。これらネットワークを効率よく利用したシステムは、システム構成要素のモ ジュール化を可能とし、従来型の煩雑なシステム構成から、モジュール単位のメンテナンス性の良いシ ステムを実現し、モジュールの再利用を可能とすることなどの利点から、広く広まろうとしている。

さらに、環境にあるセンサを有効に利用（センサヒュージョンなど）することで精度向上、１つ１つ

のセンサを安価に抑えることが可能、システムの高信頼化が計れる、などの利点も考えられている。

さらには、外部ネットワークに接続することにより、外部ネットワークから必要な知識情報を得られ る利点も指摘されている。このユビキタス・ロボティクスの特色としては、上記のように空間自体がロ ボット化するという側面の他に、従来のロボットのための環境インフラとしての位置づけがあり、現在 のロボットシステムを早急に人間生活に導入するための足がかりとして、緊急に整備が求められている。

このような人間生活環境などロボットにとっての非整備環境、さらには異なる環境においても、ロボ ット作業を簡便に実現するためのロボット・インフラ共通プラットフォーム技術を考えてみると、現在 のロボットのおかれている環境を、物理的にも知識的（位置姿勢計測などのセンサを含む）にも整備し、

何らかのユニバーサルデザイン化「環境構造のユニバーサルデザイン」する必要がある。

同時に、異なるロボットが異なる環境においても作業を容易に実現するためには、作業知識などを共 有することを可能とするための「作業構造のユニバーサルデザイン」が必要不可欠である（図１．２－

１、図１．２－２参照）。この２つのロボット・インフラ共通プラットフォーム技術（ユニバーサルデ ザイン）は、ロボットの活用範囲を広げ、新たなロボット応用産業の新産業創出することを可能とする。

環境 環境 機種（作業依存）

機種（作業依存）

工場環境 研究室環境 住宅環境 社会環境 宇宙環境

異環境間 異環境間

異機種間異機種間

環境構造のユニバーサルデザイン 環境構造のユニバーサルデザイン

•知識的環境構造

•位置姿勢情報提供インフラ

•物理パラメータ（形状、硬さなど）

•環境状態（照度など）

•ロボット状態

•物理的環境構造デザイン

作業構造のユニバーサルデザイン 作業構造のユニバーサルデザイン

•タスク知識構造

•スキル知識構造

•サーボ知識構造

図１．２－１ 異機種・異環境間プラットフォーム

不変可変（センサ）知識的環境構造知識的環境構造 物理的物理的環境構造環境構造

環境構造作業構造

物体知識

物体の位置・姿勢知識 物体の位置・姿勢知識

x,y,z, x,y,z,θθ,,φφ,,ψψ

物体の形状などの知識 物体の形状などの知識

質量、大きさ、柔らかさなど 質量、大きさ、柔らかさなど

環境知識 環境状態知識 環境状態知識

照明条件など 照明条件など

ロボット知識

ロボット仕様知識 ロボット仕様知識

自由度、ハンド形状など 自由度、ハンド形状など

ロボット状態知識 ロボット状態知識

関節角度、力など 関節角度、力など

環識・場 物体 ロボット

物体状態知識 物体状態知識

環境仕様知識 環境仕様知識

床、壁の配置など 床、壁の配置など

サーボ知識

サーボ知識 位置制御・力制御など位置制御・力制御など

スキル知識

スキル知識 場に応じた作業方法や手順など場に応じた作業方法や手順など

タスク知識

タスク知識 どこをつかむか、どのように扱うかなどどこをつかむか、どのように扱うかなど

図１．２－２ 環境構造と作業構造

本提案課題は、人間生活環境などロボットにとっての非整備環境での作業、さらには異機種・異環境 間での作業を簡便に実現することを可能とする、ロボット・インフラ共通プラットフォーム技術を確立 し、ロボット利活用範囲の可能性を広め、新産業創出することを目的とする。

ここでは特に、

①物体の位置・姿勢情報などを提供するなどの環境構造ユニバーサルデザイン技術。

②ロボット作業を円滑に行うための作業構造ユニバーサルデザイン技術。

③神奈川県ＲＴパークなどにおいて実証スペースを構築し、家庭内移動ロボットやヒューマノイドロボ ットを用いて、特に家庭内環境での作業の実証評価実験(図１．２－３)を行う。

環境構造ユニバーサルデザインとしては、ＩＣタグなどの空間配置されるセンサの特性を考慮した位 置姿勢計測技術を提案し、シミュレーション技術を併用しながら、構造化手法の研究開発を行う。

また、ロボット作業のユニバーサルデザインとして、環境構造としての位置姿勢情報を活用し、実環 境でのロボット作業に必要な作業の記述方式の構造化を行う。これらの環境構造と作業構造のユニバー サルデザインについては標準化を検討し、実証スペースを構築し、実証評価実験を行う。

不変可変（センサ）知識的環境構造知識的環境構造 物理的物理的環境構造環境構造

（１）環境構造（２）作業構造

物体知識 物体の位置・姿勢知識 物体の位置・姿勢知識

x,y,z, x,y,z,θθ,,φφ,,ψψ

物体の形状などの知識 物体の形状などの知識

質量、大きさ、柔らかさなど 質量、大きさ、柔らかさなど

環境知識 環境状態知識 環境状態知識

照明条件など 照明条件など

ロボット知識

ロボット仕様知識 ロボット仕様知識

自由度、ハンド形状など 自由度、ハンド形状など

ロボット状態知識 ロボット状態知識

関節角度、力など 関節角度、力など

環識・場 物体 ロボット

物体状態知識 物体状態知識

環境仕様知識 環境仕様知識

床、壁の配置など 床、壁の配置など

③サーボ知識

③サーボ知識 位置制御・力制御など位置制御・力制御など

②スキル知識

②スキル知識 場に応じた作業方法や手順など場に応じた作業方法や手順など

①タスク知識

①タスク知識 どこをつかむか、どのように扱うかなどどこをつかむか、どのように扱うかなど

（３）実証評価実験

(シミュレーション技術）仮想空間

神奈川県「安全安心ＲＴパーク（仮称）」 など

図１．２－３ 研究概要

（３）研究体制

本提案は、４つの研究機関（(独)産業技術総合研究所、東京大学、㈱東芝、測位衛星技術㈱）の特色 を生かし３つのサブグループの協力の下で実施する。すなわち、１）位置姿勢計測インフラ・ストラク チャに関する研究グループ（(独)産業技術総合研究所とりまとめ）、２）ロボット作業のためのユニバ ーサルデザインに関する研究グループ（東京大学とりまとめ）、３）実証評価実験（㈱東芝とりまとめ、

研究協力：神奈川県）を行う。

（４）まとめ

科学技術連携施策群の効果的・効率的な推進、次世代ロボット－共通プラットフォーム技術の確立－、

作業空間における物体操作のための環境情報構造化プロジェクトとして平成１８年度より３年間研究 する機会を得た。４機関協力し合い、成果を出していきたい。

第２章 開発促進戦略の検討

環境を構造化することで、ロボットの適用技術の可能性を高め、ロボット利用分野を拡大するために、

大きく４つの分野（公共空間、住宅、作業現場、産業用）に分け、具体的なシナリオ作成によるユーザ

（サービス受け手の側）の評価を明示化するとともに、技術的妥当性等について検討を行った。

２．１ 公共空間環境構造化分野におけるＲＴシステムの構想

２．１．１ 公共空間分野における環境構造化の特徴

公共空間にロボット技術を導入し^、サービスを提供する際の最大の特徴は^、多様な人がその空間に出 入りし、そこで多様なサービス提供が求められるということある。この多様性に対応可能なＲＴサービ スシステムを導入するには^、

①人の属性や行動、特性などを検出・認識できること

②人と柔軟にかつ安全に接することができること

③人の要望に応じて適応的に行動し、サービスが提供できること

④導入によって付加価値の増大、あるいは効率化・省人化といったメリットが見込めること

などの条件を満たす必要がある。すなわちこれらは、「人と共存し、人（利用者および導入者）の多様 な要望に応えることができるサービスロボットの要求仕様」と言える。

しかし、これらのいずれの要求仕様を見ても、個々のサービスを提供する実用化ロボットを実現しよ うとすると、機能性・ロバスト性・安全性・コストのいずれの面からも、ロボットを構成する要素技術 の知能化、ロボット単体の知能化のみでは困難であり、必要となる知識や情報、あるいは情報処理機構

（知能）を分散化させ、それを環境内にも配置し、構造化された環境とロボットを動的に協調させて動 作させる必要がある。すなわち、実用化サービスロボットを実現するには、ロボット本体やそれを構成 する要素技術のモジュール化・知能化だけでなく、知能化されたモジュールを分散化・外部化（ロボッ トの外部、すなわち環境に分散して配置）し、ロボットとその環境と状況に応じて動的に組織化させる ことが不可欠である。これをここでは、環境構造化と呼び、構造化された環境を含む知能化を考える。

なお、ここで環境とは、床や壁や障害物といった、いわゆるロボットが動作する空間のみならず、ロ ボットがハンドリングする対象物や、ロボットが接する人なども広く含める。

次に^、公共空間でＲＴを導入し^、サービスシステムを実現する上で必要となる環境構造化と^、それを 活用した知能化技術についてまとめる。一言で公共空間と言っても、場所によって、そこで求められる サービスも異なるし^、ＲＴを導入する者のニーズも異なる^。そこで^、まず公共空間を（１）駅・空港^、

（２）図書館・美術館・科学館・博物館、（３）商業空間、（４）官庁・オフィスに分類し、それぞれ の空間において、ロボットの利用者（サービスを享受する人）だけでなく、導入者からみたニーズを正 確に把握するために、具体的なシナリオを設定し、その中でのＲＴの活用という観点から、ニーズをま とめ^、取り組むべき環境構造化^、知能化技術開発項目を明らかにする^。

２．１．２ 駅、空港

（１）駅

公共空間分野として、まず駅に着目する。ＲＴの導入を決める事業者は、鉄道事業者である。鉄道事 業者は、常に「新たな顧客価値の創造」を目指しており、この具現化のために「新しい駅づくり」、「利 便性･快適性の向上」、「生活サービス事業の成長」、「新技術を活用した新しいサービス」等につい て取組んでいる。これらの取組み共通のアイテムとしてサービスロボットの導入が考えられる。

１）シナリオ

公共性の高い鉄道事業を考える際には、その背景となる社会環境の変化を知ることが重要である。

そこでまず、１０年後の社会環境を予測する。

《 社会環境シナリオ （２０１５年）》

人口は２００６年のピーク（１２，７７４万人）から１２，６９８万人と減少傾向にあり、年齢構成 は６５歳以上が２５．２％、１４歳以下が１４．２％（１９９９年：６５歳以上１７％、１４歳以下１ ５％）となり、平均寿命も女性８６．５歳、男性７９．１歳（１９９９年：女性８４．６歳、男性７７．

６歳）へと延び、少子高齢化が加速的に進むとともに、独身者が増え、核家族化も進行している。

また、生活の力点は昭和５８年以降、それまでの衣食住からレジャー･余暇へとシフトし、レジャー･

余暇を重視する傾向が年々高くなっている。

特に、女性の社会進出が盛んになるのに伴い、高齢者と女性のレジャー志向が益々高まり、旅行が活 発化している。（健康平均寿命は７５歳以上）

さらにユニバーサルデザインが浸透（個人重視）し、地球環境は今まで以上に重視されている。

このような社会環境を背景に、本物志向、個人重視の意識が定着し、「良いもの,自分の求めるもの」

へのみお金を使う傾向が更に強くなり、人々は標準化と個性を両立させた専門的サービスやスペースを 求めてくる。この傾向は特に女性に強く、単に男性と場所を分けるだけではなく、女性専用のサービス やスペースへの要求が高い。

生活面では、「ＩＴ革命」などという言葉も皆忘れかけてきたほど、家庭でも双方向通信システムが 普及するとともに、公共機関においてもネットワークを用いた情報が溢れ、誰でも簡単に自分の好きな 情報にアクセスできるのが当り前の社会となっている。

①エンドユーザ

駅のエンドユーザは、通勤客・旅行客であるが、高齢者の増加とともに健康平均寿命も延び、レジャ ー志向が高まるのとあいまって、高齢者の旅行が活発化してくる。一方で、公共機関においては情報イ ンフラ（光ケーブル・無線ＬＡＮ等）の整備が飛躍的に進み、情報のほとんどがネットワークを活用し て得るようなシステムとなっている。

しかし、高齢者はＩＴ技術に対する抵抗感が大きく、駅構内において戸惑いを感じることが予想され る。このことから、ユーザを旅行に出かける高齢者夫婦と設定した。

②具体的シナリオ： 旅行に出かける高齢者夫婦

現役を１８年前にリタイヤし、今は夫婦（夫７５歳と妻７２歳）二人で、大宮から電車で３０分の町 で生活している。二人の子供が居るが、それぞれ独立し東京都内と千葉県で生活している。

夫は現役時代東京都内の会社に勤めていたが、リタイア後は５年間地元の会社で仕事をし、この１３ 年間は自宅で生活を送っている。夫婦とも元気で、いつも二人で近所を散歩している。

結婚５０年目を迎える今年、二人の子供夫婦から温泉旅行をプレゼントされた。電車のチケットや旅 館の手配は東京に住む長男が全てインターネットで申し込み、大宮駅のびゅうプラザに行けば受取れる ように手配してくれた。

澄み渡るように晴れた旅行当日、夫婦は胸躍らせながら自宅を出発。最寄の駅から大宮駅までの切符 を購入し各駅停車で大宮駅に向かった。購入した切符はこれまでに見た事の無いカードのようなもので、

駅員から「これはとても便利な切符ですよ」と言われ、何のことか分からないまま電車に乗った。妻は 慣れない旅行に若干不安を持っていたが、夫は現役時代東京に勤めており、毎日電車で通勤していたこ とから何の不安も持っていなかった。

田園風景を見ながらのんびりと大宮駅までの時間を楽しみ、定刻に大宮駅に到着した。

大宮駅に到着しびゅうプラザに長男の手配してくれたチケット類を受け取りに行こうと、ホームから エスカレーターを使ってコンコースへ出ると、そこは夫が知っている大宮駅ではなく、全く別の世界に なっていた。壁全体がペーパーディスプレイになっており、その前に行くと広告が話しかけてくる。広 告だけではなく駅全体に店舗やいろいろな機械が溢れそこは駅と言うより一つの近代化した街であっ た。

列車の案内等を行っている大型のディスプレイがあり、若い人が色々な画面に触れ次々に変わる画面 を見てうなずいていたが、何をやっているのか理解できなかった。駅員を探したが見つからず、とりあ