为何日本研究人员要制造人形机器人

1956年福冈县出身，工学博士，早稻田大学创造理工学系综合机械工学专业教授，该校类人机器人研究所所长。

——日本的人形机器人(*1)研究历史很悠久啊。

“我的指导教授、已故的加藤一郎教授(*2)开始的正是人形机器人的研究。人形机器人研究之外，历史上还出现了计算机技术的兴起、机械自动化等工业浪潮。其中，活跃于工厂，归类于工业机器人这一分类名称中的机械，最初在美国销售并获得了巨大成功。机器人原来指的是人形机器人，但随着上述机械的巨大成功，人们开始广泛使用机器人这个词汇，同时，机器人中人形这一层含义则逐渐地淡化。由于社会上的理解存在这种倾向，所以加藤教授在着手研究机器人时，特意加上了‘人形’ 这个修饰成分。

但是，当初研究题目中一旦出现‘机器人’的字眼，人们就会基于对科幻小说的认识，认为是在制造孩子们胡言乱语中的机器，所以研究经费也很难申请下来。因此当时的资料中留下的研究经费申请书上，填写的不是‘机器人’，而是‘人造手’或‘人造脚’等的研究。”

目标是“人”。永无止境，欲罢不能

——日本的研究人员为何要制造人形机器人呢？

“人形机器人研究的最大问题或者说宿命，在于‘存在人这个明确的目标’。或疾行或飞奔，甚或参与奥运会或世界杯，具有出色的运动功能；另一方面，大脑高度发达，语言运用自如并发明出——如此伟大的人类是我们追求的目标。越想让机器人接近人类，就越是痛感永无止境，令人欲罢不能。

不过机器人一直在进化。加藤教授制造WABOT-1全身型人形机器人时，双足行走部分的功能是每一步约需45秒，步幅也只有10cm左右；而如今，可是有了会跑步的双足行走机器人。高西研究室的机器人KOBIAN，其步行速度基本上和人类一样，每步不到1秒，步幅最大也达到了40cm。我认为，可以说这已是能够屈伸膝盖和人一样行走的机器人了。

由于计算机的进步，最近机器人也开始具备图像处理等高级功能，包括和人类交流在内，正一步步向高性能发展。”

——受宗教等社会性因素影响，日本和欧美对机器人的研究态度和倾向是否有所不同呢？

“去年，我因为讲演等活动去了德国、荷兰。对方提出‘技术方面的话题大约占用一半时间，剩下一半请您给我们讲讲为什么只在日本会有这么多仿人机器人吧’。这让我感到，在他们的意识深处‘造人非上帝不能为之’这种基督教的影响可谓根深蒂固，对人形自动机器从根本上还存在抵触情绪。

如今在欧洲，人们试图利用人形机器人解读人类，如果是用作为道具的人形机器人，也逐渐能够申请到研究资金了。然而和人类大小相同、能够像人类一样双足行走的机器人，欧洲在技术上还处于困难状况。关于这方面技术，他们向早稻田大学提出请求，目前双方正在开展共同研究。”

将人形机器人技术提高到真正发挥作用的阶段。

——日本人形机器人研究的目标是什么呢？请您介绍一下对人形机器人活跃于社会的展望，以及尚未解决的课题。

“我认为虽然加藤教授开始人形机器人的研究已将近半个世纪，可是人形机器人尚未在真正意义上应用于社会。它和那些以弄清未知事物为目标的科学不同，工程学的目标在于怎样去设计对人类幸福有用的东西。因此，作为继承加藤教授衣钵的研究人员之一，我认为人形机器人技术必须要跨入真正发挥作用的阶段，所以在进行双足行走机器人研究之余，我还倾注精力进行真正有助于社会的技术开发工作。

（上）缝合技术评估模拟装置。电脑显示器上自动显示评分结果
（下）内视镜手术的训练也可用机器进行

例如，我逐渐发现，人形机器人有助于提高医疗工作人员的技术熟练程度，因此这些年和京都一家开发医疗训练用模拟装置的企业一起，开始共同开发相关的各种产品。

其中一个是人工皮肤‘缝合技术评估模拟装置’，用它可以评估新手与享有‘神之手’美誉的优秀外科医生之间的水平差距。这套带有传感器的系统，可在0-100分之间评分，大约在两年前产品化，并在市面上销售。

另外，手术中全身麻醉后呼吸会停止，所以需要事先将软管从口腔插入肺部，这是一项非常高难的技术。日本和世界其他国家都是使用人偶进行这项训练的，因此，即使力量过大刺破声带也无从确认，形成‘最后插到了肺里就行了’这种状态。我们想不能这样，应该制造一种和外科手术手法技术训练一样用数值评估的装置，于是开始了共同开发。我想年内该产品可以发售。在牙科领域也有类似训练机器的开发实例。

我认为这些医疗相关机器今后将不断发展成为人形机器人技术最先得以广泛应用的技术领域，并对此寄予极大的期望。”

机器人研究是对人类的追寻。这份积累使新技术开发成为可能。

——在人形机器人研究过程中，是否有过一些意料之外的成果呢？

“长期从事双足行走机器人的研究，有一次我忽然想‘机器人在一定程度上已经可以行走了，真想让它为人类发挥更大作用’。当时我脑海中浮现的是轮椅和电动轮椅。非常可惜的是这两样东西都还不能上下台阶或者高度差较大的坎儿。台阶设计成那种形状是因为人类用双足行走，对于马这种四足动物来说上台阶应该非常困难。注意到这点后，我灵机一动：‘将车轮改为两条腿不就能上下台阶了吗？’于是，我向共同研究牙科训练机器的公司提出这个想法，开始了载人上下台阶的双足行走机器人，也就是‘双足轮椅’机器人的开发。

问题是要让双足行走机器人载人后行走，则力量稍显不够。这时我们想到应该模仿人类肌肉的生成。人类的肌肉并排生长的，因此才能够非常迅速地运动，使出非常巨大的力量，并非常精准地移动物体。通过采用这种结构，机器人主体重量加上电池后控制在大约65kg，同时最大能够载乘体重80kg的人行走。

只是还存在另一个问题，那就是乘坐人的体重和重心位置每次都不相同，机器人一旦走起来有可能晃动变大从而翻倒。因此我们又开发了机器人灵活适应不同条件以防止翻倒的技术。我们将这种‘双足轮椅’带到2007年美国洛杉矶机器人展示会上，短短数日内试乘这种轮椅的美国人共计170人次，没有出现一次翻倒等情况。

‘如果能再现人类的机能和运动，这就表示从机器人工学角度来看，已经弄清楚了人类’，这是加藤教授的一贯主张。曾经的机器人，脚都是直接从身体中伸出的，但是仔细观察人体，就会发现原来还有骨盆夹在中间。注意到这一点，试着在机器人中加入骨盆的功能后，结果发现膝盖能够伸展了。也就是说，首先有人体的结构，其结果形成了这种行走方式，对此我们在使用机器人同时进行着追寻探索。

为制造人形机器人，我们总是一边观察人类一边进行研究，但是通过的‘双足轮椅’ 开发，我认为我们体会到 ，‘研究中积累的人体信息在制造有助于人类的机器人时，将继续发挥出人意料的作用’。”

采访人：原野城治（Nippon Communications Foundation代表理事）
摄影：松田忠雄

机器人研究的历史（高西先生主编）

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