Comments
Description
Transcript
NEDO のロボットプロジェクトを中心として 【PDF：1015KB】
ロボット分野の技術戦略マップ説明資料 ー ＮＥＤＯのロボットプロジェクトを中心として － 2005.09.28 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構 機械システム技術開発部 ロボットは「融合技術」 機械技術 ・多軸制御技術 ・センサ技術 ・アクチュエータ／ マイクロモータ技術 ・トライボロジー（潤滑） ＩＴ技術 ロボット技術 ・音声・画像認識・処理 ・学習機能 ・通信／制御プロトコル ・専用ＬＳＩ ナノテク・材料技術 認知技術 電源・駆動系 ＭＥＭＳ技術 人工知能 ・電源（リチウム電池／燃料電池）系 ・油圧／空気駆動／モータ技術 1 新しいロボットの市場 自律性 接 生活分野 2010; 7,382億円 客ロ ボッ ト 医 チャイルド 療用 20 ケア 10 ロボ ;7 33 ット 億 円 介護・福祉用 掃 コンシューマ 除ロ ロボット ユース ボッ ト フェーズⅢ エン ターテイ 2010; 890億円 メント ロボッ ト レスキュー 警備 プロユース 産業用ロボット 2003; 5,000億円 フェーズⅡ フェーズⅠ 市場予測はＪＡＲＡ報告書より 制御 機械システム技術開発部 2 ロボット分野における政策課題・目標 (兆円) 7 ＜ロボット市場予測＞ 産業分野 6 5 4 3 2 約0.5兆円 1 0 2000年 2003年 公共分野 ［出典：経済産業省 新産業創造戦略］ 医療福祉分野 生活分野 約6.2兆円 約3.3兆円 約1.8兆円 約0.93兆円 約0.55兆円 課題： 病院、福祉施設、家庭や災害現 場などの製造現場以外で活用さ れる次世代ロボットに対する潜在 的ニーズは大きい。 ↓ 次世代ロボットの具体的な適応先 （キラーアプリ）が見出されておら ず、実用化が限定的な範囲に留 まっている。 産業分野 約1.4兆円 2010年 2025年 目標： ①新たな分野へロボットの展開（キラーアプリの創出）を図ることによるロボット市場の拡大 ・実用化技術の開発 ロボット産業を基幹産業として成長させる。 ・企業参入を促進する環境整備 ②融合技術であるロボット技術を多様な産業分野へ波及・展開（ＩＴ、エネルギー、材料等） 3 ＮＥＤＯにおけるロボット開発の取組み 極限作業ロボット（１９８３年度～１９９０年度） ・原子力、海洋、防災の極限下での点検・保守、救援等 を行うロボット（遠隔操作等）を開発。 ヒューマノイド型ロボット（ＨＲＰ－２：１９９８年度～２００２年度） ・人間型の二足歩行を可能とし、人間と協調・共存して複雑な作業を行える 「プラットフォーム」としてのロボットを開発。 ・プラント保守、産業車両の代行運転、対人サービス、ビル管理サービス等の 応用作業を実現 次世代実用化ロボット（万博ロボット：２００４年度～２００５年度） ・警備、接客、掃除、チャイルドケア、車椅子の５分野について、万博会場をデモ 運用の場として活動する実用化ロボット（９種類：２０１０年頃の実用化を目途） ・新しいロボット技術の可能性を提示するプロトタイプロボット （６５種類：２０２０年頃の実用化を目途） 万博恐竜ロボット （ティラノザウルス型ロボット） （パラサフロロフス型ロボット） ・エンタティンメント分野への応用展開 人間社会の適用に必要な安全性の確保 ◎リスク評価に基づく安全対策 ・リスクを社会が許容できる 程度に低減 ・本質安全設計 ・機能安全設計 ・スタッフによる監視 人間支援型ロボット（２００５年度～２００７年度） ロボット要素の制御モジュールの標準化開発（２００５年度～２００７年度） ・人の生活空間で物理的に接触して作業を行うロボットの開発（リハビリ支援、 自立支援、 介護支援等の介護・福祉分野） ・ロボットの構成要素（画像認識、音声認識、アクチュエータ）を制御するモジュールの 標準化開発 4 ロボット分野における技術戦略 技術課題１：次世代ロボットに必要とされるアクチュエータ、センサなどの基盤的要素技術やシステム 技術課題１： 化技術が未熟であり、各要素技術の組み合わせによるシステム化を可能とする標準化・ 共通化が未整備である。 →基盤技術の高度化と共通化・標準化 技術課題２：安全性や運用ルールなどの次世代ロボットを受け入れる社会環境、関連法規、制度が未 技術課題２： 整備である。 →評価手法、安全基準、安全技術の確立 技術動向：①国内外で標準化活動が活発化 技術動向： ・米国：産業用ロボット用インタフェースの標準作りが進行中 ・欧州：人とロボットの相互作用に関する標準作りを検討中 ・韓国：開発の効率化を目指したモジュール化を推進中 ・日本：ソフトウェア（RTミドルウェア）の標準化が進行中 ②高齢社会対応の機器開発に対する期待が増大 ・医療・福祉ロボットの安全設計・安全規格の議論が活発化 ＮＥＤＯの開発方針 ①社会的ニーズがあり、今後の発展が期待される介護・福祉分野を始めとした民生分野・公共分野等 の非製造分野の次世代ロボットをターゲットとし、それを実現するための技術開発を行う。 ②ロボット産業育成、市場拡大、参入促進、開発効率向上を図るためのハード、ソフトの共通化・標 準化を行う。 5 次世代ロボット実用化プロジェクトの 目的・概要 目標：21世紀において人間と共生する次世代ロボットの実用化 2つの視点から「次世代ロボット実用化プロジェクト」を推進 ●実用化システム化推進事業： 2010年 2010年の実用化を想定 ① ①「掃除ロボット」 ロボット」、 、「チャイルドケアロボット 掃除ロボット」、 ロボット」、「接客ロボット 接客ロボット」 ロボット」、「警備ロボット」 警備ロボット」 チャイルドケアロボット」 ロボット」、 「インテリ インテリジェント車いす ジェント車いす」 いす」の5分野の 分野のロボット開発 ②｢愛･地球博｣ ②｢愛･地球博｣会場を 愛･地球博｣会場を擬似的な生活環境 会場を擬似的な生活環境と 擬似的な生活環境ととらえ3 とらえ3月25日から 25日から9 日から9月25日までの 25日までの 6ヶ月間の ヶ月間の実証実験 （NEDO （NEDO・ NEDO・産総研によるヒューマノイド型ロボット( 産総研によるヒューマノイド型ロボット(HRPHRP-2)の成果を活かした「恐竜 2)の成果を活かした「恐竜 ロボット」も展示運用） ●プロトタイプ開発支援事業： 2020年の実用化 2020年の実用化を想定 年の実用化を想定 ① ①異業種間・産学官連携 ・産学官連携に により各種のプロトタイプロボット 各種のプロトタイプロボットを開発 を開発 異業種間・産学官連携 より各種のプロトタイプロボット ②｢愛･地球博｣ （ﾓﾘｿﾞｰ・ｷｯｺﾛﾒｯｾ）にてロボット週間 にてロボット週間（ ②｢愛･地球博｣会場 愛･地球博｣会場（ﾓﾘｿﾞｰ・ｷｯｺﾛﾒｯｾ） 会場（ﾓﾘｿﾞｰ・ｷｯｺﾛﾒｯｾ） にてロボット週間（6月9日～19 日～19日） 19日）に 日）に デモ運用 6 実用化ロボットの運用場所 恐竜ﾛﾎﾞｯﾄ 恐竜ﾛﾎﾞｯﾄ 次世代車いすﾛﾎﾞｯﾄ 次世代車いすﾛﾎﾞｯﾄ ﾁｬｲﾙﾄﾞｹｱﾛﾎﾞｯﾄ 接客 ﾛﾎﾞｯﾄ ロボットステーション 総合案内所（北･東･西） 掃除ﾛﾎﾞｯﾄ ｺﾞﾐ箱搬送ﾛﾎﾞｯﾄ グローバルループ 西ターミナル グローバルコモン⑤ 警備 ﾛﾎﾞｯﾄ 協会本部受付 接客 ﾛﾎﾞｯﾄ グローバルコモン①∼⑥ （図はグローバルコモン④） 警備 ﾛﾎﾞｯﾄ 7 次世代ロボット実用化プロジェクトでの 安全確保への取り組み ・人間のパートナーとして社会に溶け込むサービス用ロボットへの期待⇔社会ルールが未整備 （ロボットの人へのサービスは安全確保が必須、事故発生は社会的に影響大） ・「愛・地球博」に出展するサービス用ロボットは、現時点で考えられる限りの合理性と運用可能性のもとで実験 （ロボットの安全性の考え方を「愛知万博のロボット安全性ガイドライン調査専門委員会」（委員長：杉本 旭 北九州市立大学教授）のもとで検討） 委員会の活動の概要 委員会の活動の概要 安全性ガイド 安全性ガイド ライン検討ＷＧ ライン検討ＷＧ 主査：杉本旭 専門委員15名 安全性の責任･体制 検討ＷＧ 主査：松本俊次 専門委員8名 実用化ロボットメーカー 愛知万博の ロボット安全性 ロボット安全性 ガイドライン調査専門委員会 ガイドライン調査専門委員会 ガイドライン検討 ・リスクアセスメントの 手順、内容の妥当性 評価 ・本質安全性設計評価 ・安全スタッフ対応の 妥当性、 適切性評価 責任・体制検討 ・安全スタッフの体制、 安全管理の運用に 関する指針（安全 管理プログラム指針） の策定、指示 メーカーの検討 検討 内容提示 ガイド ライン 審査・評価 ①リスクアセスメント（リスク 評価）の実施 ・危険源特定とリスク見積り ・安全対策検討とリスク低減 評価 ②本質安全設計 ・社会が受容できるレベルへ リスク低減 ③安全スタッフによる対応 ・なお残る小さいリスク（残存 リスク）への安全スタッフに よる安全管理実施 ④安全管理プログラム指針に 基づく安全管理体制整備、 安全管理運用実施 万が一の事故に対する 損害賠償責任保険 賠償責任保険 損害 ★ロボットの基本仕 様を 本質安全 本質安全設計 本質安全設計 とする ★残留リスクによる事 故 防止はスタッフ スタッフに スタッフ 委ねる リスクアセスメント表 危険源 内 容 対象者 リスク分 析 ・ ・ ・ 押しつ ぶし危 険源 走 行 重 量 来場者 可能大 ・ ・ ・ ・・・ ・・・ ・・・ ・・・・・ ・・・ ・ ・ ・・・ ・・・ ・・・ ・・・・・・・ ・・ ・ ・ 8 プロトタイプロボット 開発の概要 ・２０２０年の実用化を目指したロボット及び関連技術開発 ・異業種間・産学官連携により実施 ・プロトタイプロボット６５種類のデモ運用 ロボット週間（２００５年６月９日～１９日）に モリゾー・キッコロメッセにて実施。（約１２万人が来場） ・コンセプト；「２０２０年 人とロボットが暮らす街」 プロトタイプロボットの実用化が見込まれる１５年後（２０２０年）の 街並みを描いた展示空間の中で、さまざまな場面で活躍するロボット を演出・展示。 9 2020年人とロボットが暮らす街 年人とロボットが暮らす街“ 年人とロボットが暮らす街“モリゾー・キッコロメッセでのデモ” モリゾー・キッコロメッセでのデモ” ・インタアニマル InterAnimal ・ROBOVIE & WAKAMARU ・着せ替えパペロ ・MS DanceR ・愛地子 ・探査型ヒューマノイドロボットHRP-2 ・人とインタラクション可能なヒューマノイド ロボットHRP-2 ・WINDロボットシステム ・親子ロボビー ・HRP-2(Promet) ・UT-μ: mighty ・小太郎 ・小僧－４ ＫＯＺＯＨ－４ ・ながら－３ ・WABIAN-2 ・WallWalker ・チャリべえ（チャリオット ４） ・UMRS-NBCT ・MOIRA ・脚車輪型移動ロボット「IMR-Type1」 ・CAMRobot(Cyber Assist Meister Robot) ・マンマシンシナジーエフェクタ M.M.S.E. (= Man-Machine Synergy Effector) ・マイクロフィンガー＆ハイパーフィンガー ・超精密人体ロボット －アダム&イブ－ Patient Robot -ADAM & EVE- ・マイクロサージャリーロボットシステム ＭＭ－１ ・DAGANE ・リプリー キューワンエキスポ Repliee Q1expo ・ロボットコンシェルジェ「ももっち」 ・エランド ERRAND ・スマートパル SmartPal ・ピクチャーロボット ・クーパー ・テレサフォン TELEsarPHONE ・ドクターインパクト ・みゅーたん ・物理エージェントロボット PAR04R ・聞き分けアプリくん ・お供ロボット ・Econo Vehicle Ｄ号機(エコノビー クル) ・スーパー車椅子ロボット／ お使 いロボット ・バッティングロボット ・ゆき太郎 ・援竜T-52 ・ライフポッド ・ASKA ・次世代インテリジェント車いす ・ハイパーロボット ・ACM-R5 ・金の鯱ロボット ・スタディアス ＳＴＵＤＩＯＵＳ ・合体変形ロボットＭ－ＴＲＡＮ Ⅲ ・ヒーロ（ＨＩＲＯ： Ｈａｐｔｉｃ Interface RＯbot） ・健康・食品アドバイザー ロボット ・CHRIS ・キタサップ２号 ・セラフィ ・HAL ・マッスルスーツ ・鉄犬 ・KOHARO ・アスタリスク ASTERISK ・AAR(Aerobatic Airship Robot) （愛称：アールちゃん） ・奴凧ロボット YAKKO KITE FLYING ROBOT ・OBK-SkyEye1 ・プレホスピタルケア ・Nirbo-05 ・WOODY－1 10 多種多様なプロトタイプロボット ステージゾーン 住宅ゾーン 街並みゾーン 全方向・全方位移動ロボット エコノビークル サービスロボット エミュー 公園ゾーン 屋外ゾーン 探索型ヒューマノイドロボット HRP-2 森林作業支援ロボット WOODY-1 屋外作業ロボット シャリべえ 11 Ｈ１７年度新規ロボットプロジェクトの概要 ① 人間支援型ロボット実用化プロジェクト ［目標］ ロボットの活用範囲を拡大することを目的として、非製造分野において次世代ロボットを 人間社会に適応するための基盤技術の高度化を図る。 ［内容］ １）特定の環境下である程度継続的に人間に接触して動作する次世代ロボットを人間 社会に適応するための、介護・福祉分野を対象に、安全技術、駆動・移動技術、セン サ・認識技術、知能等のロボットに必要とされる基盤技術の開発を行う。 ２）人間の動作支援を行う試作ロボットを用いたユーザによる実証実験により技術確認、 機能評価を行う。 ② ロボットモジュール用デバイスの共通化開発（次世代ロボット共通基盤開発プロジェクト） ・研究開発の方向性 の整合化 ・情報の交換・共有化 ・成果の相互利用 ［目標］ ロボット産業の拡大を図ることを目的として、ロボット分野への新規参入、効率的開発を 可能とするロボット技術の共通化・標準化を図る。 ［内容］ １）現在開発中のRTミドルウェアの成果を踏まえて共通化・標準化の観点から、次世代 ロボットに共通となる画像・音声認識用、運動制御用の各デバイスを開発する。 ２）開発デバイスとRTミドルウェアを搭載した各モジュールを開発する。 ３）開発したモジュールを現状のロボットシステムに組み込み、有効性の検証を行う。 12 Ｈ１７年度新規ロボットプロジェクトの開発内容（１） ① 人間支援型ロボット実用化プロジェクト 開発項目 開発システム リハビリ支援 自立動作支援 介護動作支援 安全技術：柔軟素材、衝突回避機能、過負荷検出、 安全技術 ログ蓄積 ◎ ◎ ◎ 駆動・移動技術：障害物回避機能、生活環境内移動、 駆動・移動技術 小型、軽量、省電力 ○ ◎ ○ センサ・認識技術：力計測、人間の状態計測、 センサ・認識技術 使用者に応じたパワーアシスト ◎ ◎ ◎ 知能・制御技術：３次元動作環境認識、 知能・制御技術 使用者に応じたコンプライアンス調整 ○ ○ ○ 開発目標： ・使用者の動作環境のリアルタイム認識 ・使用者の動きや負荷のリアルタイム計測 ・人や物などの障害物検出、衝突回避を行う安全機能 ・使用者に適した荷重設定やパワーアシストを行うカスタマイズ機能 ・屋内で使用可能な小型、軽量、低消費電力 ・高齢者、障害者が使用可能な高操作性 評価基準・安全基準 の策定 13 Ｈ１７年度新規ロボットプロジェクトの開発内容（２） ② ロボットモジュール用デバイスの共通化開発（次世代ロボット共通基盤開発プロジェクト） RTミドルウェアによる統合（実時間通信ネットワーク上のCORBA通信） ロボット システム 現状 ミドルウェア 実時間通信I/F 実時間OS ミドルウェア 実時間通信I/F 実時間OS ミドルウェア 実時間通信I/F 実時間OS 画像認識デバイス 音声認識デバイス 運動制御デバイス 画像センサ 音声センサ 集中処理 目標 アクチュエータ モジュール化による分散処理 特徴： ・高処理能力 ・低消費電力 ・耐ノイズ性 ・高信頼 ・小型軽量 ・省配線 現状のロボットは認識、制御を行うプロセッサで集中的に処理を行っており、高速性や拡張性が低い。センサやアクチュエータなどの 現状のロボットは認識、制御を行うプロセッサで集中的に処理を行っており、高速性や拡張性が低い。 センサやアクチュエータなどの 機能要素をモジュール化し並列処理するとともに その接続を共通化することにより幅広いユーザニーズ 幅広いユーザニーズに応じた に応じたロボットシステム 機能要素をモジュール化し並列処理するとともに、 並列処理するとともに、その接続を共通化することにより 幅広いユーザニーズ に応じたロボットシステムを ロボットシステムを 容易、かつ効率的に開発することができる。これを可能にするものが 開発することができる。これを可能にするものがRT(Robot RT(Robot Technology)ミドルウエア ミドルウエアである。 である。 容易、かつ効率的に 開発することができる。これを可能にするものが Technology)ミドルウエア 14 ロボット分野の導入シナリオ 2010 2004 2015 プレ普及段階 実用化に向けた環境整備 普及段階 2025 本格普及段階 ロボット開発の活性化、ロボット産業への参入企業の拡大 企 業 の 取 組 み 市場投入されるロボットの 応用範囲の拡大 特定の作業を行う単機能ロボット（タイプ①） の市場投入（掃除・警備ロボット） 特定の人に自らの制御で特定の作業を行う ロボット（タイプ②）の市場投入（介護・福祉ロボット） 人と周囲状況を判断して 自律的に多様な作業を行 うロボット（タイプ③）の市場 投入（汎用ロボット） 国内市場規模見込み（２００３年 約５千億円） 約１．８兆円 約６．２兆円 タイプ①に係る実証試験を中心としたモデル開発 【次世代ロボット実用プロジェクト（’０４～’０５）】（万博ロボット） 官公需を含む先進的なユーザーに 官公需を含む先進的なユーザーに ‘０５ よるモデル的な先行用途開発・実需 愛・ 発掘（実際の導入・運用の支援） 地球博 先 行 用 途 開 発 技基 術 盤 開的 発 制 度 基 盤 の 整 備 等 タイプ③に係る実証試験を中心と したモデル開発 タイプ②に係る実証試験を中心としたモデル開発 （福祉分野・介護施設等と連携） 【人間支援型ロボット実用化プロジェクト(’０５～’０７)】 技 術 課 題 の 抽 出 実 証 デ ー タ 収 集 制 度 課 題 の 抽 出 地方自治体等との連携（’０６～） ・ロボット開発支援地域との連携 （福岡、大阪等） ・自治体関連事業へのモデル導入支援 （除雪ロボット、消防支援ロボット等） 各省や地方自治体との連携の下、 継続して、用途開発、技術開発、 制度整備を一体的に推進 研究開発の支援 ・ロボットベンチャー企業支援、ロボットコンテスト等 ロボットの潜在需要を踏まえた研究開発 ロボットの潜在需要を踏まえた研究開発 基盤的要素技術の確立 【次世代ロボット基盤的要素技術開発（’０３～’０５）】 ／技術マップを踏まえた要素技術開発 ●ミドルウエアの開発【ロボットの開発基盤となるソフトウエア上の基盤整備（’０２～’０４）】 ●インターフェースの共通化【次世代ロボット共通基盤開発プロジェクト（’０５～’０８）】 万博ロボットの安全の具体的 人間に対する安全性評価 措置、安全性評価の検討 ・安全基準の検討 ○制度課題の抽出、解決 ・安全性確保に向けたルール作り ・事故への対応 ・医療・福祉制度における対応 等 ○普及促進策の検討 共通基盤の 拡充・高度化 安全講習／登録制度／情報通信関係 等の ロボットに関する制度のあり方について検討 責任の明確化／ＰＬ保険 等 薬事法 等について検討 介護保険の対象化検討 開発支援策（上述） 導入支援策：社会的受容の形成、政府調達、導入優遇措置等 15