自動車や造船といった国を支える高度な製造技術。その担い手である熟練技術者の技能伝承が社会の高齢化で近い将来危ういかもしれない ———— 製造業に強みをもつ企業がいま、この問題に危機感を募らせている。日本はもとより、人生100年時代を見据える多くの先進国が直面する共通の課題だ。 このほど、技能伝承問題を解決する可能性をもつ、新しいロボットシステムが公開される。川崎重工が「2017 国際ロボット展（iREX 2017）」（11/29〜12/2 in 東京ビッグサイト）にて展示する「技能伝承ロボットシステム」だ。川崎重工はこのシステムを「Successor（サクセサー＝継承者）」と名付けた。一体どんなロボットシステムなのか？ ロボットが職人の「弟子」になる世界を実現させる そもそも川崎重工は、1969年に国産初の産業用ロボットの生産を開始したリーディングメーカーであり、現在は産業用ロボット事業で世界で5本の指に入るシェアとされる。サクセサー開発の責任者である川崎重工業 常務執行役員 ロボットビジネスセンター長の橋本康彦氏は、サクセサーの開発に挑んだきっかけを次のように語る。 「サクセサーは、日本のモノづくりを支えてきた熟練技術者が持つ貴重な技能を後世に残すとともに、これまで自動化が困難だった分野にロボットによる効率化を実現し、労働力不足の解消にも貢献するものです。サクセサー＝継承者という名称には、ロボットに“技能を継承させる”こと、そのロボットを通じて若い技術者にも“技能を伝える”こと、さらには、ロボット活用の領域を拡大するという“新しい概念を世の中に広げていく”こと。3つの意味を持たせています」 サクセサーのソリューションは、作業者が自ら、専用の操作装置（コントローラーのようなもの）を使って、実際の工場作業をするようにロボットアームを遠隔で操作して作業するだけで、ロボットが人間の感覚の微妙なさじ加減を学習し、人間の動きを再現するという画期的なもの。 この遠隔操作装置には、ロボットアームを通して行った作業が、実際に手で作業をしているかのような重さや振動といった感覚のフィードバックがあるほか、職人の「目」や「耳」を兼ねるカメラやマイクからの情報も統合的に取り込んで、「正しく成功した作業」の状態を記録し、作業を再現することができる。 「一般にはあまり知られていないかもしれませんが、現代でも“ロボットにはできない作業”とされている工程は少なくないのです。たとえば、自動車のシートを車体に取り付ける作業です。これは車体ごとに取り付け位置の微妙なバラつきがあるため、人間が手のひらに伝わる感触などでシートをはめ込む位置を判断し、取り付けていきます。 人間には簡単でも、決められた正確な作業を得意とするロボットには、従来は毎回状況が違い、判断が必要な作業はできなかった。サクセサーでは、人間が作業を繰り返す中で、位置や速度、加速度といったデータを蓄積。これを解析することで、作業の“コツ”を学習することができるのです」（橋本氏） 現代でも解決できない「産業用ロボットにはできない作業」 なぜこうした作業は人間しかできなかったのだろうか？従来、ある作業をロボットにさせる際には、専門のエンジニアが人間の複雑な動作を観察し、ロボットの動きに置き換えてプログラミングしていくのが一般的だった。この方法では、職人が手の感触や音といった感覚を頼りに行うような、“複数の感覚を組み合わせて成功させる”作業の再現は困難だった。また、プログラミングするにも一定の時間とコストがかかるため、少数生産の作業に向かない（人間が作業した方が低コスト）という問題も抱えていた。 サクセサーの仕組みなら、人間の動きをロボットが学習し、動きを再現できるようになるため、ロボットにプログラミングするエンジニアは不要となる。そのため、中小企業での少量多品種生産や製品仕様の異なる受注生産品の製造等、従来ロボット化が困難と言われてきた分野にも、ロボット化できる可能性が広がると橋本氏は言う。 サクセサーの特徴である、遠隔操作は、産業の現場に様々なメリットを生み出す。そのひとつが、「作業者の過酷環境からの解放」だ。作業者は遠隔操作装置を通じてロボットを操作できるため、ロボットの周辺にいる必要がなくなる。その結果、大型ロボットと人間との協調作業を安全に行なえ、高温や粉塵などの過酷環境下での作業や、身体的負荷が大きい重量物を扱う作業を大幅に減らすことができる。 また、ロボットが人間の作業を学習し、自動運転できる範囲が広がれば、人間の操作が必要な範囲が減っていく。そうすれば、技術者1人で、同時に動く複数台のロボットを監督し、操作できるようになり、一人当たりの生産効率も飛躍的に高まる。 「ロボットではできない作業領域」を見つめ直す サクセサーの実用化が2017年の今になったのはなぜなのだろうか。遠隔操作とロボットによる自動化を組み合わせるという発想は、もっと早くに生まれていても不思議ではないとも思う。 橋本氏はこの質問に「まさに産業用ロボット界のコロンブスの卵だ」と苦笑する。川崎重工では、遠隔でロボットを動かす、いわゆるマスタースレーブの操縦技術は1980年代から開発を続けており、一方で自動化技術も手がけていた。けれども、それら技術を組み合わせれば「職人技の学習と自動化ができる」という発想が、産業用ロボット界にはあまりなかったのではないか、と分析する。 サクセサーは既存技術の延長線上にあるため、開発期間は2年弱という異例の短期間で実用化まで漕ぎ着けた。これは、川崎重工がマスタースレーブ型の技術や自動化技術、さらにAIも含めて「それぞれの要素技術はすでに全部持っており、熟知していた」（橋本氏）ことが大きい。 「サクセサーの“熟練技術者の技能を再現する”というアプローチが今の時代になって出てきた背景には、従来は困難だった領域でもロボットの導入を推進していこうという会社としての意思がありました。 統計データによると、製造業従業員1万人当たりの産業用ロボット利用台数は、日本は約300台。この分野において世界で一番進んでいる韓国でも約600台（出典：国際ロボット連盟）。製造業の自動化に関しては、まだ残された領域のほうが多いと考えています。サクセサーによってこの数字を1000台、2000台という水準に引き上げていけると、我々は信じています」（橋本氏） サクセサーが切り開く、人と産業用ロボが「共働」する近未来 川崎重工では、サクセサーのシステムに機械学習のAIを組み合わせ、作業者が遠隔作業を繰り返すうちに自動的に学習して、ロボットが技能を習得していくような仕組みにも取り組み、手応えを得ているという。 サクセサーがAIを通じて技術を「習得」すれば、人間の親方のように「正しい作業」と「失敗した作業」を判別することもできるようになる。すると、今度は弟子となる人間が、サクセサーから正しい作業方法を「学ぶ」こともできる。サクセサーを媒介に、ある種の「技能伝承」が実現することになる。映画かSFの世界の出来事のように聞こえるかもしれないが、これは川崎重工がリアルなユースケースとして想定する、将来のロボット工業社会の姿の1つだ。 サクセサーは今後、2018年度から一部の顧客向けに限定販売し、2019年度の一般向け販売を目指す。価格などの詳細は今後決めていく段階だ。 （文・加藤肇、撮影・岡田清孝） 記事掲載元： BUSINESS INSIDER JAPAN 2017.11.29より転載

ロボットによる自動化のハードル 高度化した産業用ロボットは現在、様々な作業を人間に代わって行うようになりました。自動車の工場で、鉄板の部品を熱で溶かして接合するスポット溶接ロボットなどはその代表的なものです。しかし、ロボットによる作業自動化には依然としてハードルがあり、製造業においてロボットが行う作業は全体の約3%（※1）であり、ほとんどの作業は人間が実施しているということをご存知でしょうか。 産業用ロボットを使うためには、事前にロボットに動作を教えるティーチングと呼ばれる作業が必要です。ロボットは、プログラミング技術を持つ専門のエンジニアが、ロボットの動きをひとつひとつ指定して、初めて作業可能な状態となります。このロボットへのプログラミングは、人間が感覚的に行っている作業や少量生産品の製造作業などに対して行うのは現実的ではありませんでした。というのも、熟練技術者が長年の経験と勘を基に、時折変化する作業環境に適応しながら作業する過程を、ロボットのエンジニアが分析してプログラミングするのは大変な作業です。また、受注生産等で毎回生産する製品が異なる場合は、ロボットよりも人間が直接作業した方が時間もコストも削減できるため、経済性の観点から、自動化には向かないと言われてきました。 （※1）国際ロボット連盟（IFR）が発表したレポート「World Robotics 2017」によると、2016年時点の日本の製造業における従業員1万人あたりのロボット導入台数は303台です。この数値は、韓国、シンガポール、ドイツに次いで4番目に高い水準です。 人間の“感覚”を必要とする作業に対する課題 作業対象（ワーク）の位置や形状が常に一定で、ワークに対するアプローチが直線的且つ単純な動きであれば、ロボットを使った作業の自動化は比較的容易で、従来から行われています。しかし、実際の作業現場は、このような工程ばかりではありません。微妙にワークの位置や形状が異なり、振動・衝撃・音といった人間の”感覚”でその違いをカバーしている作業は、その場の状況に応じた判断が必要となり、ロボットによる作業は向かない分野とされています。そのため、例えば、“カタカタ”、“ガチャ”といった、作業者の手の感覚や音を頼りに行う作業は人間によって実施されています。 ところが、少子高齢化が進むにつれ、労働人口は減少の一途をたどっており、労働力をいかに確保するか、熟練作業者の技能伝承をいかに実現するか、といった課題に、製造業を中心とした産業分野は直面しています。 ロボット化が困難だった分野への新たなソリューション 川崎重工業が2017年11月に発表した「Successor（サクセサー/継承者）」は、ロボットを遠隔操縦しながら作業することによって人間とロボットの協調を可能とし、熟練作業者の技能伝承など、新たなロボットのあり方を提案する新しいロボットシステムです。このロボットシステムにより、従来ロボット化が難しいとされていた分野に対するロボット導入が大きく前進することが期待されます。 人の作業感覚でロボットを操縦 ロボットの遠隔操縦には、人の作業をロボットに伝える役割を担う「コミュニケーター」と呼ばれる専用の装置を使います。この遠隔操縦装置「コミュニケーター」は、直感的な作業が可能となるよう、作業に応じた形態で用意され、装置を通じて作業の感覚が操縦者にフィードバックされる機能を備えています。そのため、実際に作業しているかのように直感的に操縦できるため、その作業を最も熟知した現場の技術者が自ら動かしながら、ロボットに直接作業の仕方や動き方を教示することができます。まさに、師匠の仕事を見て弟子が技を学ぶ、その技能伝承のプロセスをロボットで実現するのです。 これまで、ロボットによる自動化は、大量生産で、ワークの形状や位置が一定の工程を中心に進められてきましたが、「サクセサー」であれば、モデルチェンジが頻繁に行われる製品や、非定型部品を使った製品、小ロット生産製品等の製造・加工工程でも導入が可能になります。 「サクセサー」は、全ての工程を自動化するのではなく、人間によるロボットの遠隔操縦と、その操縦によって動きを学習したロボットの自動運転によって、一部を自動化することも可能です。遠隔操縦と自動運転、両者のコントロールを自由に切り替えたり、うまく連携したりすることで、双方の“いいとこ取り”が可能となります。 AI学習により自動化を加速 さらに「サクセサー」は、人工知能(AI)の搭載により、ロボットが自ら学習することが可能です。人間による操縦データが蓄積されるほど学習が進むので、データにばらつきがあった場合でもAI技術で学習し、最適な動きを判断し、自動運転に変換します。そうすることで自動化できる作業範囲が格段に広がります。 例として、4つの工程がある製造ラインを考えてみましょう(下図左)。まず、各工程に1台ずつロボットを導入して、1人が1台のロボットと一緒に作業するとします。作業を繰り返すことで蓄積された操縦データからロボットが学習し、自ら作業が可能となるため、その作業は自動化されます。残りの作業は人間が遠隔操縦することになりますが、一部自動運転となったことにより、1人が2台のロボットと作業できるようになります。(下図中)。そしてAIにより自動化が進めば、4つの工程も全て1人で担当できるようになるのです(下図右)。 遠隔操縦による人間とロボットの協調 人間と一緒に作業するロボットには、同じ空間で働く共存型もありますが、数百キログラムの重量物を扱えるような大型ロボットの場合、人間の安全確保のため、人間とロボットを安全柵で隔離するか、人間の近くで作業するロボットの動きを遅くせざるを得ません。それであっても、実際に動いているロボットと同じ空間での作業では、心理的に安全・安心感を得るのは難しいかも知れません。それに対し「サクセサー」の遠隔協調は、作業者はロボットから離れた場所にいながら、作業現場にいるかのような感覚でロボットと協調作業を行えるため、作業者の本質的な安全を確保しながらロボットの性能を最大限活用することができるのです。 新しい協調のかたちがこれからの時代の支えに 前述のように、これまでは、自動車工場といった大規模な量産工場を中心に産業用ロボットは普及してきました。しかし、「サクセサー」の技術は、大型ロボットに限らず、小型ロボットはじめ、どのようなロボットにも適用が可能です。「誰でもロボットに作業を教えられる」「ロボット自ら作業を学習し、習得する」といった特長は、自動化のハードルを大幅に下げ、ロボットの導入を諦めていた、あるいは導入を考えもしなかった製造ラインや工場にも、利用が拡大していく可能性が期待できます。 労働力不足は製造業だけの問題ではなく、多くの分野での影響が予想され、ロボットの活用が注目されています。現在、ロボットは工場内から一般社会へと普及する途上にあり、建設現場や災害対応、そしてオフィスや商業施設など、様々な場所で導入が検討されています。「サクセサー」の登場により、ロボットが遠い存在だった産業分野にとっても、ロボットと人間の共働作業がぐっと身近に、より現実的になったのではないでしょうか。 ロボット導入を検討してみませんか？