安全安心な生活支援ロボットの開発を支える規格と認証体制を整備

世界初の生活支援ロボット安全検証センター

安全検証センターの開設は、生活支援ロボットの安全性検証が行えるようになったという点で、このプロジェクトにおける大きなブレークスルーでした。しかし、このような安全検証センターは前例がないため、3,600㎡のセンターをどのように利用すべきか、それを見きわめることからはじめなければなりませんでした。

藤川さんは、「まず、ロボットの安全を検証するために必要な試験を検討しました」と言います。「自動車であれば、その機能は“走る”、“止まる”、“曲がる”とシンプルに分類できますが、ロボットの機能は多種多様で複雑です。 例えば、電動車いすのように人間を乗せて走るロボットと、ロボットスーツのように人間が身につけて力を発揮するロボットでは、検討すべき安全の項目が異なります。ロボット特有の機能の安全性をどのように試験するか決めるのには、たいへん苦労しました」（藤川さん）

センターは、考えうるすべての生活支援ロボットの試験に対応することが理想ですが、まずはプロジェクトに参加するメーカーのロボットを、その主な機能によって、

①操作中心の移動作業型、②自律中心の移動作業型、③人間装着型、④搭乗型

に分類し、おのおのに必要な安全試験を検討して、それを実施できる設備とはどのようなものか考えました。その結果、18の試験装置を備えた四つのエリアからなる検証センターの姿が浮かび上がってきました。このエリア分けが適切だったことは、後に安全規格を作成する段階になって改めて認識されました。

苦労したとは言え、生活支援ロボットをその機能によって適切に分類できたのには理由がありました。大場さんはその訳を、「生活支援ロボットプロジェクトの開始当初から、参考にしてきた『一覧表』があったからです」と言います。

「この一覧表は、山田先生が提唱しているロボットの安全性検証のために研究開発すべき項目を元に作ったもので、私や藤川さん、その他のメンバーとともに、プロジェクトを進めながら、その都度、新しくわかってきた内容を追加していきました。一覧表の更新の際には、当時のNEDOの担当者も必ず来て、一緒になって考えてくれました」（大場さん）

一覧表に記載された、生活支援ロボットの安全性検証項目を見ると、ロボット特有の機能に関するものと、ほかの電子機械など従来製品と共通するものの二つに分けられることがわかります。

前者のロボット特有の機能を検証するためには、新しい技術や試験法の開発が必要で、今回のプロジェクトでは、例えばモーションキャプチャを使った試験法などが新しく開発されました。これにより、衝突事故を想定した試験で、ロボットの動きを追跡・解析できるようになりました（写真1）。

一方で、ロボットへの電波の影響については、従来の電子機械類への電波の影響を評価する方法を参考に、すでにある規格に添った試験法を積極的に取り込みました。また、車いすなどの福祉用具の試験も参考にしました。

写真1　モーションキャプチャーをはじめとした試験設備がそろう走行試験関連エリア。人とロボットの衝突を回避するための試験を行う

現在、センター内は走行試験関連エリア、対人試験関連エリア、強度試験関連エリア、EMC試験関連エリアの4区画に分けられ（図3）、それぞれ別のメーカーが利用しても情報が漏れないように、高度なセキュリティで守られています。

図3　センター内の4エリア

各エリアは検証内容に合わせて工夫されており、例えば、走行試験関連エリアには、モーションキャプチャーに加えて、ロボットが実際に使われる環境に合わせた走行試験ができるように、床の傾斜角度や材質を様々に変えることができる試験設備もあります（写真2）。

写真2　傾斜路走行試験装置。最大傾斜10度、ロボットの最高速度で急旋回をしても転倒しないかなどの試験を行う

対人試験関連エリアでは、ダミー人形を使って、人間とロボットが衝突した際の危害の大きさを検証、強度試験関連エリアでは、ロボットがどのくらいの衝撃や荷重、振動、さらに暑さ寒さといった環境に耐えられるかを試験します（写真3）。また、EMC試験関連エリアには、電波を遮断する電波暗室があり、ロボットに強力な電波を照射したときの動作の変化を観察します（写真4）。

写真3　強度試験関連エリア。走行強耐久性（左）や、過酷環境耐久性などを調べる

写真4　ECM試験関連エリアの電波暗室。さまざまな種類、強さの電波の飛び交う生活環境でもロボットが誤動作を起こさないか、また、ロボットが発する電波の影響について調べる

機能を削ぎ落とすことが安全につながる

では、実際にプロジェクトに参加したロボットたちは、どのようにして安全検証を行ったのでしょうか。

大場さんは、「ロボットの技術開発と安全性とは表裏一体ですから、センサーのようなものを後からペタっと張り付ければ安全になるというものではありません。ですから、ほぼ完成されたロボットをもってこられて、安全にして欲しいと言われても、なかなか難しいのです」と説明します。安全はロボット全体を見通しながら考えなければならず、開発当初から取り組む必要があるのです。

また、ロボットは多機能であればあるほど、安全担保が難しくなります。そこで、開発メーカーには、まず、自分たちがセンターに持ち込んだロボットについて、必要な機能と必要でない機能を明確にしてもらいました。必要ないと判断された機能を極力削ぎ落とす方向で、改良が進められました。

「自分たちのロボットに本当に必要な機能は何か、気づいてもらうことが重要です。ほとんど完成していると考えていたメーカーはさぞ驚いたことでしょう」（大場さん）

自らもロボット開発の経験をもつ大場さんは、ロボット研究者が色々な機能を載せたくなる気持ちをよく理解しています。それでも、「開発当初は機能の足し算をしてもいいですが、実用化を目指す段階に入ったら、安全のためにも機能は引き算しなくてはなりません」と言います。

こうしてコンセプトが絞られて初めて、ロボットはリスクアセスメントを受けることができます。ここで予想されたリスクに対して、どのような安全技術を搭載する必要があるかが決まります。そして搭載された安全技術が機能しているかを検証するために、安全検証センターでの試験が行われます。

衝突事故を例に取ると、メーカーが「このロボットは、軽くて柔らかくて速度が遅いので、ぶつかっても大きな事故になりません」と宣言していたら、ダミー人形を使って衝突試験を行い、被害程度の検証を実施します（写真5）。

写真5　対人試験エリアの衝突安全性試験装置

国際安全規格ISO13482の発行に貢献

「生活支援ロボット実用化プロジェクト」のミッションの一つは、生活支援ロボットの安全性検証手法の確立と、検証センター設立でした。そしてもう一つ、ここで集まった貴重な安全に関するデータを基に安全規格をつくることも、大切なミッションとなっていました。

山田教授はその理由を、「日本の生活支援ロボットが世界的に優位に立っている今こそ、日本発の国際標準を打ちたてる絶好の機会。現在の安全技術は、産業機械を対象とする安全のために開発されてきていて、欧州の社会システムの下に育まれてきました。ロボットのための安全技術体系は、ぜひ日本に新しく社会システムを作りながら、構築したいと考えたからです」と説明します。

通常、国際規格をつくる場合、まず、日本でJIS規格を整備して、それを国際安全規格ISOに提案していくことになります。しかし、それでは時間がかかり、５年間のプロジェクト期間内に国際規格を発行させるのは困難です。そこで、本プロジェクトでは、国内規格を飛び越えて、最初から国際安全規格へと提案することとしました。

また、規格内容をISOに提案し、個別委員会で議題に取り上げてもらうという手順を踏んでいては、そのロビー活動に数年も要するケースもあり、いきなり国際規格をめざしてもやはり時間を浪費しかねません。

そこで、メンバーは一考を巡らし、すでに欧州を中心に作成が提案されていた、パーソナルケアロボットの安全に関する「国際安全規格ISO13482」に、検証センターの成果を合流させることにしました。

日本側は、最初、前出の一覧表を元に規格の大枠を提案し、その後、プロジェクトの進行に合わせて徐々に具体的な提案を追加していきました。さらに、プロジェクトの成果をISO13482の試験法として提案しました。藤川さんは、その模様を次のように語ります。

「当初、“これで試験は十分なのか”と、ISO規格委員会から厳しい指摘を受けました。日本に持ち帰り、プロジェクト内で議論を繰り返しましたが、結果的にそれが試験内容のいっそうのブラッシュアップにもつながりました。また、プロジェクトは進行中で、安全検証センターもありましたから、指摘されたことを実際に試してみることもできました」（藤川さん）

「しばらくすると、私たちが提出するデータが優れていることがわかってもらえて、安全検証センターで実際に何をやっているか見たいと言われるまでになりました。とは言っても、安全性検証のノウハウは詳しく見せるわけにはいきませんが……」（藤川さん）

ついに日本の安全性検証の確かさが世界に認められたのです。藤川さんは、「安全の文化は、特にドイツで成熟しています。安全規格に関する会議に、安全後進国と思われていた日本から、急にたくさんの人が参加するようなって驚いていたことでしょう」と振り返ります。

生活支援ロボットの安全の文化が日本で育ち、世界へ発信できたのは、多くのメーカーがプロジェクトに参加し、各社の生活支援ロボットを用いて評価・試験を実施できたことにほかなりません。大場さんは、「生活支援ロボットの安全性検証をしようとして、日本ほど多様で優れたロボットを集められる国はほかにありません。その上、メーカーはどこも協力的で、その協力には深く感謝しています」と話します。

こうしてプロジェクトで得られたデータは、国際安全規格ISO13482として、これから世界中の生活支援ロボットの開発に活かされ続けます。また、ISO13482が日本主導で発行したことで、日本の生活支援ロボットが、国際市場でも、その競争力を発揮することが期待されます。