2013年09月23日09:22
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日本的介護需求不斷擴大，卻苦於護理人員不足。作為解決問題的撒手?，機器人成為了關注的焦點。在日本，制造商與用戶正團結一致，推動護理機器人等“服務機器人”的全面普及。
日本的機器人產業堪稱世界第一。目前機器人市場上絕大多數是多關節機器人等工業機器人，在此類工業機器人全球市場上，日本企業以大約5成的份額高居榜首。日本全國使用的機器人數量也居世界第一。
日本經濟產業省2013年7月發布的“2012年 機器人產業市場動向”顯示，2011年的工業機器人（除電子部件安裝器）的全球市場規模為84.97億美元，日本企業的份額佔50.2％。2011年，全球工業機器人（同上）使用數量為115.3萬台，日本以30.7萬台位居榜首。
不過，工業機器人的市場規模受到電子產品和汽車產量的左右。近來，隨著亞洲新建大量工廠，市場短暫利好，但就長期趨勢而言，市場規模恐怕難以快速擴大。在這種情況下，“服務機器人”市場成為了眾望所歸。例如，護理與福祉、保安、個人用和商用的移動支援、物流、社會基礎設施的檢查與維護等，與人共處的機器人。
2013年稱得上是服務機器人研發的轉折點。對於過去以制造商為中心開展研發的服務領域機器人，用戶開始表示出了積極利用的姿態。在本文中，筆者將為大家介紹服務機器人的開發和應用背景，以及最近的動向。
通過提高生產效率彌補人手不足
日本經濟產業省2010年4月發表機器人產業未來市場預測稱：日本國內機器人市場將在2015年將達到1.599萬億日元，在2025年達到5.258萬億日元，在2035年達到9.708萬億日元。服務領域是增長的原動力。市場規模預計將從2015年的3700億日元擴大到2035年的4.96萬億日元（圖1）。尤其是在護理與福祉領域，機器人的利用估計會趨於活躍。
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圖1：日本國內的機器人市場將於2035年達到9.7萬億日元 經濟產業省在2010年4月發表的“2035年機器人產業未來市場預測”中，預測服務領域的機器人市場將大幅擴大。“護理與福祉”相關市場估計擴大速度最快。 |
在少子老齡化嚴重的日本，勞動年齡人口於1995年達到頂峰后逐漸減少，今后還會繼續減少。而老年人口的增加將持續到2020年左右，之后預計也將維持在相同水平。因此，日本必須以更少的人員，滿足盡可能多的護理需求。在護理與福祉領域，“必須活用機器人替代人工作業，借此提高生產效率”的認識正在逐漸形成。
分擔責任確保安全
在這種情況下，日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）啟動了支援服務機器人實用化的國家項目“生活支援機器人實用化項目”。該項目從2009年度到2013年度，為期5年，每年投入的金額高達10億日元以上。
該項目提出的最終目標包括：（1）確立生活支援機器人的風險評估方法﹔（2）提出與人身安全相關的指標，以及與功能安全試驗和評估方法等相關的國際標准﹔（3）確立生活支援機器人安全性標准的符合性評估方法﹔（4）完成研發對象，即生活支援機器人的安全性試驗與驗証試驗等。為此，NEDO採取了研發安全性檢驗方法與開發採用安全技術的機器人密切聯動的體制（圖2）。
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圖2：首先建設銷售機器人的環境 NEDO在2009∼2013年度實施的“生活支援機器人實用化項目”的概要。爭取借助開發機器人安全性檢驗方法與開發機器人的密切聯動，為安全性有保障的機器人建設銷售環境。 |
服務機器人是新型領域的產品。銷售和售后服務的形態、使用方法等尚未確立。用途和功能也復雜多樣。而且，不同於在工廠內設置的工業機器人，服務機器人是在人們的生活空間中運轉。社會需要建立起接受這種新領域產品的環境。
擁有操作和動作功能的機器人直接作用於實際物體，難免會造成財產損失、傷害、火災等事故。如果像面向消費者的一般電子產品那樣，隻由企業和用戶負責，機器人恐難實現普及。因此，生活支援機器人實用化項目設想出了多個組織分擔責任的構造（圖3）。
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圖3：劍指實現責任歸屬明確的構造 生活支援機器人實用化項目的目標是創造基於國際安全標准與第三方認証的責任分擔構造。作為其中的一環，產綜研與JARI等在2010年12月成立了開展各項機器人試驗的安全檢驗中心。 |
按照項目的構想，通過明確責任的歸屬，例如哪些產品的安全性達標、由誰來確認、安全性標准由誰制定等問題，消費者就可以放心地購買、使用機器人。在該項目的內容之中，還包括了向國際標准化機構提出相關安全標准、開發安全性檢驗方法、設置檢驗組織等。
與此同時，採用安全技術的生活支援機器人的開發也在進行之中。分為移動作業型、穿著型、搭乘型等10個主題的生活支援機器人及其相關技術的開發分貝委托給了鬆下、CYBERDYNE、豐田等多家民營企業和研究機構（圖4）。
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圖4：促進自主移動型與穿著型等機器人的開發 生活支援機器人實用化項目委托的機器人開發總覽。自主移動開展作業的機器人、穿著在人員身上使用的機器人、人員搭乘的機器人等開發進展顯著。 |
精簡用途加快開發
進入2013年，在日本國內，尤其是護理領域，加快機器人開發速度的動態日趨顯著。日本經濟產業省於2013年5月，敲定了“機器人護理器械開發與引進促進事業”的第一批共24個項目。這些項目旨在推動機器人護理器械的開發和引進，為老年人的自立支援和減輕護理人員的負擔做出貢獻，2013年度的預算額為23.9億日元。
這些項目建立在“機器人技術運用於護理的重點領域”的基礎之上，重點領域由站在制作者的立場看待機器人的經濟產業省與站在使用者立場看待機器人的厚生勞動省在2012年11月聯合發表（圖5）。機器人所處的環境，從原來的制作者積極開發，轉變成了使用者積極嘗試。
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圖5：厚生勞動省與經濟產業省合作 始於2013年度的“機器人護理器械開發與引進促進事業”是以厚生勞動省與經濟產業省2012年發表的“機器人技術運用於護理的重點領域”為基礎。 |
機器人是替代人類工作的機械。在最初階段，其作業的質量總是低於人工的。制作者推出新的機器人，反而會增加工作時間，因此很難得到接受。
但這一次，面對提高護理效率的緊要課題，使用者認識到“在未來必須借助機器人”，開始向機器人護理器械的開發和引進提供協助。得到使用者協助的機器人護理器械開發引進促進事業將積極開展驗証實驗。其目的是通過大量驗証實驗，明確技術或業務性課題，提前投入實用化。
機器人護理器械的重點領域包括：（1）通過助力減輕援助者腰部負擔的穿著型移乘支援器械﹔（2）幫助援助者完成抱起動作的非穿著型移乘支援器械﹔（3）幫助老年人步行、搬運行李的移動支援器械﹔（4）面向可自力排泄者、可調整設置位置的排泄支援器械﹔（5）護理設施使用的痴呆患者看護系統（表1）。這些都是“融入了機器人技術的護理器械”，並不一定是機器人。
之所以把重點集中在護理器械領域，是為了集中往往容易分散的機器人開發的資源。“感應某些信息，據此自主做出判斷，作用於實際物體”的機器人技術的應用途徑豐富多彩。如果以制作者為主導，各公司容易出現零星開發不同領域的機器人的情況。如此一來，實用化就將耗費漫長的時間。
日本經濟產業省的目標是把開發資源集中到特定領域，創造出接近市場的競爭環境。如果各家公司在價格、易用性、耐久性等指標上展開競爭，機器人技術在護理領域的實用化就將突飛猛進，而且還有望波及到其他領域。
服務領域以外也出現萌芽
非服務領域的機器人也在進化。包括公共與防災領域用來應對福島第一核電站燃料碎片清除等災害的機器人，工業領域可應用於單元生產、具有靈活性的機器人在內，這些機器人都需要開發並投入實用。
以公共與防災領域的機器人為例，NEDO在2011年度實施了“抗災無人化系統研發項目”。這是2011年3月東日本大地震引發福島第一核電站事故后緊急實施的項目。福島第一核電站為清除燃料碎片制定了“30年計劃”。開發能夠在高輻射量場所工作的無人機械必不可少。為了促進此類機器人的開發，NEDO集中日本國內積累的抗災機器人技術，為技術創造了便於應用的環境（圖6）。
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| 圖6：公共與防災領域的機器人開發也已經啟動以東日本大地震引發的福島第一核電站事故為契機，出現了加快開發公共與防災領域機器人的動態。NEDO緊急實施的“抗災無人化系統研發項目”的目標是集中日本國內的既有技術，使技術快速投入運用變得簡單。 |
今后隨著基礎設施和大型設備的老化，事故還有可能出現增加。為此，日本國土交通省與日本經濟產業省在2013年7月合作設立了“新一代社會基礎設施用機器人開發與引進研討會”。已經開始圍繞社會基礎設施的“維護管理”、“抗災措施（調查）”、“抗災措施（施工）”三個方面，就機器人實用化的方法進行探討。
工業機器人也需要為勞動人口的減少做出相應的進化。在單元生產工序中，如果能夠開發出具有靈活性、可直接接手人工操作的機器人，或許將有助於維系日本國內的制造業（圖7）。這樣的機器人要求通用性好、教學簡單。美國Rethink Robotics已經推出了這樣的機器人產品。今后，新一代工業機器人的開發競爭估計將愈演愈烈。
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圖7：工業機器人也步入新一代 預計市場規模將觸頂回落的工業機器人需要進化，以應對未來勞動年齡人口的減少。劍指的方向應當是具有靈活性、能夠直接應用於原本由人負責的單元生產工序的機器人。 |
雲計算等現在的IT還缺乏向空間和周邊環境發揮物理作用的動作功能。因此，機器人護理器械和自動駕駛汽車將成為連接IT基礎設施與現實世界的接口。到那時，機器人的動作需要令人感到舒適。擅長創造“舒適”的日本企業或許將在美國企業長期掌控的IT領域裡扮演重要角色。（作者：中坊嘉宏，日經技術在線！ 供稿）
