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パターン認識
パターン認識 第4回 ロボットにおける認識 ロボットとは（wikipediaより） • ロボット（robot）は、人の代わりに何等かの作業を自律的 に行う装置、もしくは機械のこと。最近では半ば自律した移 動端末に対して「ドローン」とも。 外観 裏 前方カメラ • 機械としてのロボットとは、主に以下の意味に大別 される。 • ある程度自律的に連続、或いはランダムな自動作業を 行う機械。例・産業用ロボット、軍事用ロボット、掃除用 ロボット、搾乳ロボットなど。 • 人や動物に近い形および機能を持つ機械。『鉄腕アト ム』や『機動戦士ガンダム』等のSF作品に登場するよう なもの。いわゆる「人造人間」や「機動兵器」（広義のパ ワードスーツ・人間増幅器とも）など。 語源 • ロボット（robot）という語←1920 年にチェコスロバキア（当時）の 小説家カレル・チャペックが発表 した戯曲『R.U.R.』 • この作品に登場するロボットは 金属製の機械ではなく、原形質 を化学的合成で似せて作った、 人間とは異なる組成の肉体と人 間そっくりの外見を持つもので、 現在のSFで言うバイオノイド • robot ←語源はチェコ語で「賦 役」（強制労働）を意味する robota ロボットの定義 ロボットが何を指すのか、という明確な定義は事実 上存在しない。 • 人に代わって作業（労働）をするために作られた存在 • 人の姿を模して作られた存在 • 人の（自律）行動を模して作られた存在 のいずれかまたは複数に該当する存在 特定の分野においては、明確な定義 • 日本工業規格（JIS）では「産業用ロボット」の定義 • 「自動制御によるマニピュレーション機能又は移動機能 をもち，各種の作業をプログラムによって実行できる， 産業に使用される機械。」 • 特定の分野においては、定義を明確 • 日本工業規格（JIS）では「産業用ロボット」の定義 • 「自動制御によるマニピュレーション機能又は移動機能 をもち，各種の作業をプログラムによって実行できる， 産業に使用される機械。」 人の代わりに作業を行う装置の 場合 • ある程度の工程なり手順なりを自動的かつ連続的 に行う物がロボット • 単一の動作を行う物や、絶えず人間が操作をする必要 がある装置、ブルドーザーやショベルカーなどの操縦 者が搭乗する必要性があるものは基本的にロボットと は呼ばれない • 手動操作であっても、人の形をした機械装置であれば ロボットの範疇に含む場合もあり、パワードスーツなど を含めた「人の形をした乗り物または作業用機械」につ いても同様に、一般的にはロボット • 作業用機械であっても、高度な遠隔操作や自動制御技 術の導入が進み、人間が操縦者から単なる作業指示・ 命令者に近づきつつある事から、一層境界が曖昧 操り人形の類 • 何かの作業を目的とした装置ではないし、まし て自動的に動作する物でもないためロボットと は言えないが、予め設計された一連の動作を 特定の操作をきっかけとして行うオートマタや からくり（からくり人形）等に、今日あるロボット の原型を見出す事ができるため、間接的に オートマタやからくり人形をロボットの一種と見 なす事も可能である。 • モーター等の動力が内蔵され機械的または電 気的に人間の操作を伝達して動作するマニ ピュレーターも、ロボットの一種と見なされるが、 これらは厳密な定義による分類ではなく、多分 に慣用句的用法である。 写真はいずれもWikipediaより 物体として存在しないロボット • プログラムやソフトウェアも、ロボットとして扱われ ることがある • インターネットの情報を自動検索するソフトウエア もロボット検索 • 検索を命令すると結果・情報が返されるから 人の代わりになんらかの作業を、ある程度の工程なり手 順なりを自動的かつ連続的に（かつ効率的に）行うもの これらは機械的ロボットとの区別のために短縮形のボット （Bot）と呼ばれる（インターネットボット、ボットネットなど） 産業用ロボット • 以下のような作業を自律的に行うことができる機 械のこと（据え置き型） • 工場などの生産ラインで腕力の必要な作業 • 高温など危険な環境下での機械関係の点検・保守作 業 自動車組み立てロボットなどで活躍している。 • 世界の産業用ロボット（マニピュレータ）の数 非人間型ロボットを中心に移動する自動機械 • 歩行する人間型ではないが自動的に建物内を巡回・警備 するロボットのレンタル開始、病院内の物資運搬における ロボットカートの採用、また自動車の自動運転という意味 のロボットカーなど、非人間型ロボットを中心に移動する自 動機械が人間社会のなかに動き始めた。 • これからの人間社会は移動するロボットからの影響を受け ることが想像される。 • 福島第一原発事故後に日本製原発ロボットの投入が遅れ たことや、ロボット掃除機等の分野で日本企業が主役から 外れている事などを背景に、実用性の高いロボットの研究 開発の重要性が指摘されている。 • 現在、進行中のサソリ型ロボット 歩行するロボット • ASIMO（本田技研工業） • HRP-2/HRP-3（川田工業・産業技術総合研究所・川 崎重工業） • SDR-4X/QRIO（ソニー） • PALRO（富士ソフト） 二足歩行ロボットの格闘競技大会 • ROBO-ONE 一般社会に普及し始めたロボット • 古くはリモートコントロールや簡単なマイクロコンピュータで 制御された→近年ではコンピュータの高度化に伴い、施設 案内業務等の実質的な「仕事」を果たすロボットが登場 • ASIMOは、イベント会場の客寄せにレンタルされたり、2002 年にはニューヨーク証券取引所で、史上初めて「人間以外 では初めて」取引開始の鐘を鳴らす • 最近では日本科学未来館・ツインリンクもてぎ・鈴鹿サー キットホールメープル・Hondaウエルカムプラザ青山に常設 され、訪れた人々の間を歩き回ったりした AIBO • 近年では、ソニーのAIBOに代表されるエンターテ イメントロボットの登場により、一般家庭に愛玩品 や娯楽品、果ては「家族」という位置付けで様々な 家庭用ロボットが発売 • これらは人間とコミュニケーションを取ったり、自由 に動き回って目を和ませたり、更には「ロボットの 居る生活」という「近未来的な暮らしをしたい」とい う欲求に応えている。これらは主に、ペットという性 格付けが強いことから、動物型のものが多く市場 投入される傾向にある。 家庭に入り始めたロボット • 人型・非人型を含め、自動的に建物内を巡回・警備・清掃 するロボットがレンタル開始されたり、病院内の物資運搬 にロボットカートが採用されるなど、非人間型ロボットを中 心に労働源として人間社会に浸透しつつある • 家事の手助けをするロボット • 更に世界初の調理ロボットといわれているビタクラフトのRFIQ自動 調理システム • 掃除用ロボット • さらに、 • 要介護者の介護作業 • 家庭内を巡回させる試み 搭乗型ロボット • ロボットの登場するロボットアニメにおいて、主人公らが乗って操る搭 乗型二足歩行ロボットが登場、これらに対するあこがれも強い。 • 上半身 • テムザック社のT-52「援竜」。T-52は災害現場における大型レスキューロ ボットで、身長3.45m、体重5t。無限軌道で移動し、遠隔操縦もしくは有人 で操縦できる。二本のマニピュレータは操縦者の腕の動きにあわせて動く。 • 下半身 • トヨタのi-foot。歩行障害者の使用する車いすの代替。2005年日本国際博 覧会（愛・地球博）で実際に活躍。高さは2.36mと、動歩行の二足歩行ロ ボットとしては最大級のサイズを実現し、階段の昇降も可能 • 榊原機械のLAND WALKERが、すり足のため擬似的なものではあるが、有 人での二足歩行を再現 兵器としてのロボット • 軍事活動やそれに付随する危険物処理などでは、人的被 害（→戦死）を減らすためにロボットの導入や、様々な活動 の機械化が進められている。米国では偵察や輸送など不 意な接触に伴い戦闘に巻き込まれやすい分野で、日本で は地雷処理など戦後処理の分野での開発が進められてい る。 • ドローン（小型の無人航空機） • 小型の無人航空機は「ドローン」（drone）の総称で呼ばれ る。掃除ロボットと同じく、元は軍事技術から派生したもの だが、近年は様々な用途で使われる。 宇宙空間でのロボット • 宇宙開発においては、リスクの高さから自動的に 状況を判断して行動するロボットの重要性は高い • また火星や月の裏側など、無線による操縦が出来 ない環境では、ある程度自己判断能力のある無 人探査機の開発が求められていた • →近年では無人火星探査車ローバーのように、自 分で移動経路を判断して探査任務を行うロボット が実用化 水中探査ロボット • 深海探査には、多くの国が乗り出している • 日本には、最大潜航深度7000メートルで世界一の無人潜水船「か いこう7000」が開発 • 小型で安価な大量のロボット潜水艦を投入しようという計画もあり、 海洋資源開発に期待 • 東日本大震災時 • 東工大などが開発した「Anchor Diver 3」 • 三井造船の「RTV」 • 米Seamor Marine「seamor-ROV」 • 米SeaBotix「SARbot」 などが遺体や瓦礫の捜索、地形の調査などのため に使われた 火山探査ロボットKenaf • 千葉工大，東北大学，筑波大学，岡山大学， 情報通信研究機構（NICT），産業総合技術 研究所（AIST）が火山探査を目的にクローラ 型移動ロボット開発中 人の動作を補助するロボット • パワードスーツ、ロボットスーツ、強化外 骨格等ともいう • 現在の医療での回復が見込まれない、脊 髄損傷により歩行ができない人や、それ 以外に病気などで歩行が困難な人を対象 に、歩く動作を補助する目的で「ロボット スーツ」が開発 • 開発は、筑波大学大学院システム情報工 学研究科の山海嘉之教授が中心となって 行っており、ロボットベンチャーサイバーダ インが設立され、「HAL」を製造 • 福島第一原発事故後、「HAL」を原発作業 員のために改良したロボットスーツを公開 HALのHPより • これらは通常「ロボット」と呼ばれる物と異なり単体 での動作はなく、人間が装着することで機能し、医 療・福祉関係のほかに、物流関係、工事現場など 広く民生用への応用が期待される。軍事用に米軍 がマサチューセッツ工科大学と共同で強化外骨格 の研究をしているといわれる。また、人間の力を拡 大するのではなく、手術などの微細な作業の際に 人間の動きを縮小するマイクロサージェリー用の ロボットも医療用に開発されている。 人命救助とロボット（レスキュー ロボット） • 危険な場所に、人間に代わって導入するロボットをレスキューロボット • レスキューロボットは地震や噴火・津波などによる被災地に投入してい ち早く被災者を発見、保護することで救命率の向上と二次災害による 被害を防ぐことを目的 • 被災者の発見 • 瓦礫撤去 • 火災用（東京消防庁に配備） • • • • 無人走行放水車 偵察ロボット 水中検索装置 救出ロボット • これらはリモートコントロール式の装置であるが、危険個所の消防と被 災者の救出に威力 人型ロボット • 阪大の石黒教授が有名 • 読み物紹介 • 石黒浩「どうすれば「人」を創れるか」、新潮文庫