【先端技術総合研究所篇】 ― オートメーションで変えていく未来を可視化する人たち

2024年3月公開【全2回】

第2回　ロボット遠隔操作の近未来 - ビジュアルハプティクス（視覚的力触覚技術）

遠隔操作で、果実をつぶすことなく、人と同じ適度な力でもぎとるロボット。現実になる日が近づいています。

人の活動範囲を飛躍的に広げるハプティクス技術

機器を遠隔で操作・制御する技術は、自動車やFAなど産業分野で広く利用されていますが、一般に普及するために必要な精巧さや操作性に欠けていました。

そこで三菱電機は、人間の認知特性に基づいた直感的な遠隔操作サービスプラットフォームを開発しました。このテクノロジーには、人口の高齢化、労働市場の流動性、労働力不足に関連する広範な問題に対処する大きなメリットが期待されています。

このプラットフォームは、ビジュアルハプティクス、ヒューマンアイディスプレイ、段階的な自動化の3つの個別のテクノロジーで構成されています。

ビジュアルハプティクス ― 力感を色で表現

ロボットハンドで対象物をつかむ操作をする場合、操作する人の手にハンドからの感覚をフィードバックするには、モータなどを多数取り付けた専用の機器を手に付ける必要があります。しかしユーザにとっては使用中ずっと違和感があるうえに、気軽に使うこともできません。ビジュアルハプティクスは、機器による力ではなく、画面上の色の変化でフィードバックを伝える技術です。拡張現実（AR）のシステムが手に色を重ね、人が離れた場所から操作すると、色の変化が力の変化として認識されます。これは、人の持つ視覚と力触覚の間の相互作用（クロスモダリティ^※）を利用した新しい方法です。

クロスモダリティ：視覚と聴覚など、本来は別々である感覚同士が互いに影響を及ぼし合う現象。

ヒューマンアイディスプレイ - 人間の見え方を再現する

一般的に遠隔操作を実施するうえで、映像や制御信号をリアルタイムでやり取りすることが重要になります。しかし遠隔地から操作する場合は遅延が避けられず、それはユーザの操作感を損ねてしまいます。そこで通信に“メリハリ”を付けようというのがこのヒューマンアイディスプレイです。操作するうえで重要なのはユーザが見つめるハンドと対象物のため、その部分の映像だけは高解像度のカラーで、それ以外の部分は低解像度の白黒で転送します。それによりデータ量を小さくし、遅延をできる限りなくすことで作業性を高めます。この技術は人の視力の特性として中心領域のみが高い視力を有していて、周辺領域では視力が低く、実際には映像もぼやけてしか見えていないという特性に基づいています。

データ通信料を減らし、現状の商用通信の通信環境においても、安定して遠隔操作を実現するため、人の認知特性に注目して開発されたヒューマンアイディスプレイ。

コンパクトで高効率な産業用AIにより、繰り返し行う無意識の作業を自動化、単純作業から人間を解放します。

段階的な自動化

遠隔操作サービスプラットフォームを構成する3つの技術の3つ目は、「段階的な自動化」です。例えばロボットアームを動かして作業する際、人は一連の作業をずっと意識しながら行っているわけではなく、繰り返し行っている自動化が容易な作業があります。そのような作業を段階的に自動化に置き換えていくことで、人の負担が減り、一人がいくつものロボットを遠隔操作するようなことも可能になるわけです。

SDGsの取り組みに触発されて

春名正樹博士（情報）
メカトロニクス技術部　機械動力学グループ
新事業戦略・遠隔操作技術担当部長

柏宗孝博士（工学）
メカトロニクス技術部
機械動力学グループマネージャー

この遠隔操作サービスプラットフォームを開発するきっかけは、先端技術総合研究所メカトロニクス技術部の春名正樹博士が参加したインドネシアにおけるSDGsのプロジェクトでした。博士は次のように当時を回想します。

「SDGsのプロジェクトを通じて、貧困地域、途上国支援の思いを強くしました。地域格差の問題を根本的に解決するには、そこに暮らす人たちに働き口を作ることが必要です。しかしそのために、彼らが住み慣れた地を離れることは、幸せを奪うことになります。一方で労働力不足は世界中で顕在化しています。遠隔操作技術を活用すれば、この地で暮らしながら別の地域で働いてお金を稼ぐことが可能なのではないかと思ったのです。」

このプロジェクトでは、人手不足の現場で、遠隔地にいるロボットオペレーターが作業の一部を行い、その対価として報酬を得ることができることを実証しています。また、このプラットフォームの利点は、こうした地域の人々に従来のフィードバックデバイスの装着を強いることがないことです。