近年、高齢者の介護や作業現場などで、人の代わりに働くロボットや補助をする機器の開発に期待が高まっている。
東京理科大の小林宏教授は、人の筋肉の力を補強することで、作業を楽にする装着型の動作補助装置「マッスルスーツ」を開発した。身近で簡単に装着でき、比較的安価に設定されたマッスルスーツは、すでに高齢者の介護の現場や配送業者の倉庫での作業などで使用されており、2015年4月からは本格的な量産体制に入る。
小林教授は「動けない人を動けるようにする」「生きている限り、自立した生活を実現する」ための装置の開発を最終目標にしている。そのために、歩行訓練装置「アクティブ歩行器」の開発にも取り組んでおり、2015年中にはリリースし、病院や施設などに貸し出す計画だ。「マッスルスーツ」や「アクティブ歩行器」開発の経緯、ロボット開発に対するエンジニアとしての将来展望などについて、小林教授に聞いた。

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改良に改良を重ね、 細かな部分まで1つひとつがすべてノウハウ

パートナーとして、一緒にやれるかどうかは時間をかけて見極める以外にない。小林教授は「たくさんの企業からいろいろな話が来る。どんな会社もいちおう一生懸命にやるが、最終的には担当者の熱意。熱意が感じられない担当者を替えてほしいといっても、聞き入れない企業とは続かない」という。アサヒサンクリーンは、担当者の熱意に加えて、経営者が「開発はうまくいかないかもしれないが、それでも構わない。お金をドブに捨てるつもりでやる」と腹をくくっていたことが大きい、と振り返る。

マッスルスーツは1つひとつがすべてノウハウだ。問題点の指摘を受け、改良し、試して、また問題点を指摘され、改良する。作っては直し、作っては直しの積み重ねで、現在の形になっている。例えば、現在、人工筋肉は4本使っているが、最初は2本タイプと4本タイプの両方を用意していた。実際に使ってみて、4本の方が力が出るので、4本タイプに絞ることにした。

また、背中フレームは、今は腰の部分に横棒が入っていないが、横棒を入れて三角形になった物も作った。棒を入れる方が作るのは容易で、剛性を高めることもできる。横に棒を入れないと、三角形の底辺がないので、剛性が弱くなってしまう。そのため、いろいろな形で補強しなければならない。小林教授は「横棒がない方が、左右が独立しているので、動きやすい。そのため、もともと横棒はなかったが、すぐに壊れてしまった。そこで入れてみたが、今度は動きにくいといわれて、あちこち改良することになった。完成した今ではシンプルでよいといわれるが、現在のようになるまでには試行錯誤の連続で、本当に苦労した」と語る。

ものづくりの観点で最善と思う物を作っても、人間に通用するのは半分ほど

マッスルスーツはすべての力を身体で受ける。人工筋肉の収縮で、上半身を起こしていくが、そこで生じる反力をどこかで受けなければいけない。それを受けるのが腿パッドで、そこには背中フレームにつながる腿フレームが付いている。
「普通、腿フレームは腿パッドの真ん中に付いている方が安定すると思うが、実際には少し外側に付いている。装着している人にとって、その方が動きやすく、力の負担を感じない。それもやってみて初めて分かったことだった」

相手が機械であれば、精度をよくし、コストを抑えればよい。しかし、人間には個人差があり、動きだけではなく、感覚もある。そのため、ものづくりの観点からベストだと思って作ってみても、半分くらいしか通用しない。残りはやってみないと分からず、実際に付けてみて、初めて問題点や課題を理解することができる。
「その試行錯誤の過程すべてにつきあい続けてくれるのがパートナーで、パートナーなしにはマッスルスーツは今後も進化することはできない。その意味では、パートナーも覚悟が必要だ。今は大分認知されてきているので、協力企業も増えているが、アサヒサンクリーンが出てこなければ、マッスルスーツはなかっただろう」

2015年内にはマッスルスーツ以外に新たに3製品をリリース

2013年12月、小林教授はマッスルスーツを商品化し、販売するベンチャー企業「株式会社イノフィス」を東京理科大の葛飾キャンパス内に立ち上げた。そして、マッスルスーツを製造する企業として、菊池製作所と提携、本格的な量産体制に入った。また、マッスルスーツ以外の新しい機器の開発に取り組んでおり、2015年中に3つの製品をリリースする。開発はユーザーとの関係が基軸で、現場に行き、デモをし、改良する。さらにユーザーから様々な困っていることを相談されるので、それを聞いて、新たに作り始める。

リリース予定の1つ目はすでに生産ラインに載っている「軽補助」。人工筋肉が2本で、重さが5.5キログラムのマッスルスーツと比べると3割軽く、補助力も3分の2程度と十分だ。
2つ目が「前傾姿勢保持」で、農作業や介護現場でのおむつ交換、入浴補助などで使う。小林教授は「アサヒサンクリーンが使えると判断、導入することになっている。マッスルスーツは男性が着用して、利用者を抱え、入浴させる。そして、女性がバスタブに浸かった利用者の身体を洗うが、その時、ずっと前傾姿勢なので、出番となる。人工筋肉は使わずに、軽いので、10万円以下で販売する予定だ」と説明する。
3つ目が「腕補助」で、マッスルスーツのデモの時に、腕を上にかざす作業用の装置が欲しいと言われたことから開発した。倉庫などで重い物を上に持ち上げ、積み上げたりする際に使う。

動けない人を動けるようにすることを目指し、「アクティブ歩行器」を開発

小林教授は開発の最終目標を「動けない人を動けるようにする」「生きている限り自立した生活を実現する」ことに置いている。そこで、2015年冬には、誰もが立って歩けるようにするために、車椅子状態で取り付け、自動で立ち上がり、転倒の心配なく正しい姿勢を維持しながら、両足に着けた人工筋肉の収縮により歩行を補助する歩行訓練装置である「アクティブ歩行器」の提供を始める。

kobayashi_2-1「今まで、日本では車いすに乗れるようになると、何とか日常生活が送れるようになるので、病院や施設でのリハビリも終わりになってしまう。しかし、車いすの生活になってしまうと、筋肉の萎縮や筋力の低下、内臓の病気などが起こる廃用症候群(生活不活発病)になり、最終的には寝たきりになってしまう。それを防ぐには、立って歩くことが重要で、自分の足で歩く訓練をしていくと、車いすを使用するしかないと言われた人が歩けるようになることもあり、廃用症候群にならずに済む」

問題は、日本では上半身をコントロールできないと、リハビリで歩行訓練をしてもらえないことだ。小林教授は「上半身をコントロールできる人は赤ちゃんが乗るような歩行器や平行棒などで歩行訓練をする。しかし、それは正しいやり方ではない。転倒する心配がない形で立って、歩く訓練をするのが望ましい歩行訓練だ。アクティブ歩行器はそれができるようになっている」と解説する。

普通、脳梗塞などの後遺症で身体が不自由となった人が歩行訓練をする時には、療法士や看護師が2~3人がかりでベッドから車いすに移す。そして、リハビリ室で平行棒などを使って歩く練習をする。それに対して、アクティブ歩行器は訓練を受ける人の状態に合わせて、簡単に移れるように、3つのタイプを用意している。
1つ目はベッドから車いすに移して、そこで取り付ける車いすタイプ、2つ目はベッドに寝ている人をスライドボードのような器材を使って移し、回転して立ち上がらせるベッドタイプ、3つ目は寝た状態のままで、立ち上がらせるタイプのものだ。これによって、訓練を受ける人は最小限の手助けで歩行器に移り、歩くことができる。

本当に困っている人に使ってもらい、尊厳を持って生きていけるようにする

すでに何組かの人たちが研究室に来て、アクティブ歩行器を使って歩く訓練をしている。もちろん一生歩けないような状態の人もいるが、それでも歩く訓練はできる。それによって、廃用症候群に陥る可能性が大きく減る。小林教授は「マッスルスーツを販売して得た利益で、アクティブ歩行器を製作し、それを無償で貸し出して、病院や施設などで使ってもらおうと考えている。立てない人が立って歩く訓練の事例を積み重ね、協力してもらえる施設も増やしていく。そして、年内に5台くらいは貸し出しのメドを付けて、今後2~3年は販売せずに無償で提供していく」と語る。

一方、マッスルスーツの製造を担当する菊池製作所は福島第一原発事故の避難区域に整備した南相馬工場で、被災地の復興という目標も掲げて、マッスルスーツの本格的な生産に入っている。イノフィスの起業から1年半、マッスルスーツの販売を開始してから4カ月余り。マッスルスーツは福祉・介護、肉体労働、農業を主な領域に、販売代理店となる企業も増え、購入・レンタルの申し込みは急速に拡大している。その中で、マッスルスーツに対する問い合わせは、老老介護の当事者や、老老介護の親に使わせたいと考える子ども、障がい児を抱えた親など個人が多いのが特徴だ。

小林教授は「何よりも、エンドユーザーが大事だと考えている。障がいを持つ人々を始め、本当に困っている人に使ってもらいたい。その人たちが使えるということになれば、誰でも使える。そのため、エンドユーザーの意見を聞いて、開発を進めていく。それが普及への早道だ。マッスルスーツというブランドを前面に打ち出して、『困っているので、なんとかして欲しい』という当事者や家族の思いに応え、1人ひとりが尊厳を持って生きていけるようになることを目指していく」と抱負を語る。

TEXT:菊地原 博

小林宏氏

こばやし・ひろし
小林宏

東京理科大学 工学部第一部機械工学科 教授。博士(工学)
1966年生まれ。1995年、東京理科大学工学研究科機械工学専攻博士課程修了。
1996年~1998年、日本学術振興会海外特別研究員としてチューリヒ大学計算機科学科に留学。2008年から現職。2001年に科学技術振興事業団 さきがけ研究21「相互作用と賢さ」領域研究員。
専門は知能機械学、福祉工学、画像処理、ロボティクス、メカトロニクス。これまでの研究には、顔表情の認識に関する研究、顔表情ロボットの開発、ロボットのコミュニケーション知能に関する研究、マッスルスーツに関する研究、アクティブ歩行器に関する研究などがある。ユニークな研究に独自に取り組んでおり、企業に負けないコンセプトや技術力を保有、複数の企業と製品化、実用化のための共同研究や開発を推進している。
著書に『ロボット進化論–「人造人間」から「人と共存するシステム」へ』(オーム社)、『顔という知能- 顔ロボットによる「人工感情」の創発』 (共著、共立出版)がある。

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