2013年09月23日09:22
【相关新闻】
日本的介护需求不断扩大，却苦于护理人员不足。作为解决问题的撒手锏，机器人成为了关注的焦点。在日本，制造商与用户正团结一致，推动护理机器人等“服务机器人”的全面普及。
日本的机器人产业堪称世界第一。目前机器人市场上绝大多数是多关节机器人等工业机器人，在此类工业机器人全球市场上，日本企业以大约5成的份额高居榜首。日本全国使用的机器人数量也居世界第一。
日本经济产业省2013年7月发布的“2012年 机器人产业市场动向”显示，2011年的工业机器人（除电子部件安装器）的全球市场规模为84.97亿美元，日本企业的份额占50.2％。2011年，全球工业机器人（同上）使用数量为115.3万台，日本以30.7万台位居榜首。
不过，工业机器人的市场规模受到电子产品和汽车产量的左右。近来，随着亚洲新建大量工厂，市场短暂利好，但就长期趋势而言，市场规模恐怕难以快速扩大。在这种情况下，“服务机器人”市场成为了众望所归。例如，护理与福祉、保安、个人用和商用的移动支援、物流、社会基础设施的检查与维护等，与人共处的机器人。
2013年称得上是服务机器人研发的转折点。对于过去以制造商为中心开展研发的服务领域机器人，用户开始表示出了积极利用的姿态。在本文中，笔者将为大家介绍服务机器人的开发和应用背景，以及最近的动向。
通过提高生产效率弥补人手不足
日本经济产业省2010年4月发表机器人产业未来市场预测称：日本国内机器人市场将在2015年将达到1.599万亿日元，在2025年达到5.258万亿日元，在2035年达到9.708万亿日元。服务领域是增长的原动力。市场规模预计将从2015年的3700亿日元扩大到2035年的4.96万亿日元（图1）。尤其是在护理与福祉领域，机器人的利用估计会趋于活跃。
 |
|
图1：日本国内的机器人市场将于2035年达到9.7万亿日元 经济产业省在2010年4月发表的“2035年机器人产业未来市场预测”中，预测服务领域的机器人市场将大幅扩大。“护理与福祉”相关市场估计扩大速度最快。 |
在少子老龄化严重的日本，劳动年龄人口于1995年达到顶峰后逐渐减少，今后还会继续减少。而老年人口的增加将持续到2020年左右，之后预计也将维持在相同水平。因此，日本必须以更少的人员，满足尽可能多的护理需求。在护理与福祉领域，“必须活用机器人替代人工作业，借此提高生产效率”的认识正在逐渐形成。
分担责任确保安全
在这种情况下，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）启动了支援服务机器人实用化的国家项目“生活支援机器人实用化项目”。该项目从2009年度到2013年度，为期5年，每年投入的金额高达10亿日元以上。
该项目提出的最终目标包括：（1）确立生活支援机器人的风险评估方法；（2）提出与人身安全相关的指标，以及与功能安全试验和评估方法等相关的国际标准；（3）确立生活支援机器人安全性标准的符合性评估方法；（4）完成研发对象，即生活支援机器人的安全性试验与验证试验等。为此，NEDO采取了研发安全性检验方法与开发采用安全技术的机器人密切联动的体制（图2）。
 |
|
图2：首先建设销售机器人的环境 NEDO在2009～2013年度实施的“生活支援机器人实用化项目”的概要。争取借助开发机器人安全性检验方法与开发机器人的密切联动，为安全性有保障的机器人建设销售环境。 |
服务机器人是新型领域的产品。销售和售后服务的形态、使用方法等尚未确立。用途和功能也复杂多样。而且，不同于在工厂内设置的工业机器人，服务机器人是在人们的生活空间中运转。社会需要建立起接受这种新领域产品的环境。
拥有操作和动作功能的机器人直接作用于实际物体，难免会造成财产损失、伤害、火灾等事故。如果像面向消费者的一般电子产品那样，只由企业和用户负责，机器人恐难实现普及。因此，生活支援机器人实用化项目设想出了多个组织分担责任的构造（图3）。
 |
|
图3：剑指实现责任归属明确的构造 生活支援机器人实用化项目的目标是创造基于国际安全标准与第三方认证的责任分担构造。作为其中的一环，产综研与JARI等在2010年12月成立了开展各项机器人试验的安全检验中心。 |
按照项目的构想，通过明确责任的归属，例如哪些产品的安全性达标、由谁来确认、安全性标准由谁制定等问题，消费者就可以放心地购买、使用机器人。在该项目的内容之中，还包括了向国际标准化机构提出相关安全标准、开发安全性检验方法、设置检验组织等。
与此同时，采用安全技术的生活支援机器人的开发也在进行之中。分为移动作业型、穿着型、搭乘型等10个主题的生活支援机器人及其相关技术的开发分贝委托给了松下、CYBERDYNE、丰田等多家民营企业和研究机构（图4）。
 |
|
图4：促进自主移动型与穿着型等机器人的开发 生活支援机器人实用化项目委托的机器人开发总览。自主移动开展作业的机器人、穿着在人员身上使用的机器人、人员搭乘的机器人等开发进展显著。 |
精简用途加快开发
进入2013年，在日本国内，尤其是护理领域，加快机器人开发速度的动态日趋显著。日本经济产业省于2013年5月，敲定了“机器人护理器械开发与引进促进事业”的第一批共24个项目。这些项目旨在推动机器人护理器械的开发和引进，为老年人的自立支援和减轻护理人员的负担做出贡献，2013年度的预算额为23.9亿日元。
这些项目建立在“机器人技术运用于护理的重点领域”的基础之上，重点领域由站在制作者的立场看待机器人的经济产业省与站在使用者立场看待机器人的厚生劳动省在2012年11月联合发表（图5）。机器人所处的环境，从原来的制作者积极开发，转变成了使用者积极尝试。
 |
|
图5：厚生劳动省与经济产业省合作 始于2013年度的“机器人护理器械开发与引进促进事业”是以厚生劳动省与经济产业省2012年发表的“机器人技术运用于护理的重点领域”为基础。 |
机器人是替代人类工作的机械。在最初阶段，其作业的质量总是低于人工的。制作者推出新的机器人，反而会增加工作时间，因此很难得到接受。
但这一次，面对提高护理效率的紧要课题，使用者认识到“在未来必须借助机器人”，开始向机器人护理器械的开发和引进提供协助。得到使用者协助的机器人护理器械开发引进促进事业将积极开展验证实验。其目的是通过大量验证实验，明确技术或业务性课题，提前投入实用化。
机器人护理器械的重点领域包括：（1）通过助力减轻援助者腰部负担的穿着型移乘支援器械；（2）帮助援助者完成抱起动作的非穿着型移乘支援器械；（3）帮助老年人步行、搬运行李的移动支援器械；（4）面向可自力排泄者、可调整设置位置的排泄支援器械；（5）护理设施使用的痴呆患者看护系统（表1）。这些都是“融入了机器人技术的护理器械”，并不一定是机器人。
之所以把重点集中在护理器械领域，是为了集中往往容易分散的机器人开发的资源。“感应某些信息，据此自主做出判断，作用于实际物体”的机器人技术的应用途径丰富多彩。如果以制作者为主导，各公司容易出现零星开发不同领域的机器人的情况。如此一来，实用化就将耗费漫长的时间。
日本经济产业省的目标是把开发资源集中到特定领域，创造出接近市场的竞争环境。如果各家公司在价格、易用性、耐久性等指标上展开竞争，机器人技术在护理领域的实用化就将突飞猛进，而且还有望波及到其他领域。
服务领域以外也出现萌芽
非服务领域的机器人也在进化。包括公共与防灾领域用来应对福岛第一核电站燃料碎片清除等灾害的机器人，工业领域可应用于单元生产、具有灵活性的机器人在内，这些机器人都需要开发并投入实用。
以公共与防灾领域的机器人为例，NEDO在2011年度实施了“抗灾无人化系统研发项目”。这是2011年3月东日本大地震引发福岛第一核电站事故后紧急实施的项目。福岛第一核电站为清除燃料碎片制定了“30年计划”。开发能够在高辐射量场所工作的无人机械必不可少。为了促进此类机器人的开发，NEDO集中日本国内积累的抗灾机器人技术，为技术创造了便于应用的环境（图6）。
 |
| 图6：公共与防灾领域的机器人开发也已经启动以东日本大地震引发的福岛第一核电站事故为契机，出现了加快开发公共与防灾领域机器人的动态。NEDO紧急实施的“抗灾无人化系统研发项目”的目标是集中日本国内的既有技术，使技术快速投入运用变得简单。 |
今后随着基础设施和大型设备的老化，事故还有可能出现增加。为此，日本国土交通省与日本经济产业省在2013年7月合作设立了“新一代社会基础设施用机器人开发与引进研讨会”。已经开始围绕社会基础设施的“维护管理”、“抗灾措施（调查）”、“抗灾措施（施工）”三个方面，就机器人实用化的方法进行探讨。
工业机器人也需要为劳动人口的减少做出相应的进化。在单元生产工序中，如果能够开发出具有灵活性、可直接接手人工操作的机器人，或许将有助于维系日本国内的制造业（图7）。这样的机器人要求通用性好、教学简单。美国Rethink Robotics已经推出了这样的机器人产品。今后，新一代工业机器人的开发竞争估计将愈演愈烈。
 |
|
图7：工业机器人也步入新一代 预计市场规模将触顶回落的工业机器人需要进化，以应对未来劳动年龄人口的减少。剑指的方向应当是具有灵活性、能够直接应用于原本由人负责的单元生产工序的机器人。 |
云计算等现在的IT还缺乏向空间和周边环境发挥物理作用的动作功能。因此，机器人护理器械和自动驾驶汽车将成为连接IT基础设施与现实世界的接口。到那时，机器人的动作需要令人感到舒适。擅长创造“舒适”的日本企业或许将在美国企业长期掌控的IT领域里扮演重要角色。（作者：中坊嘉宏，日经技术在线！ 供稿）
