2026.4.13 第498回東三河産学官交流サロン
1.日 時
2026年4月13日(月)18時00分~20時30分
2.場 所
ホテルアークリッシュ豊橋 5F ザ・グレイス
3.講師①
豊橋技術科学大学 機械工学系 助教 武田 洸晶氏
テーマ
『人に寄り添う福祉ロボット ーシンプル・高機能で安心・安全な生活支援ー』
講師②
湖西市長 田内 浩之氏
テーマ
『湖西市における持続可能な公共交通の取組と展望』
4.参加者
70名(オンライン参加3名含む)
講演要旨①
私は、2020年4月より豊橋技術科学大学に着任し、助教として活動している。専門分野はロボティクスで、IEEE(電気・電子分野における世界最大の専門家組織)、日本機械学会、日本ロボット学会という3つの学会に所属している。ロボットの中でも、特に高齢者の歩行や起立といったものを支援する福祉ロボットを研究しており、その中で人とロボットの協調、AIや倫理といった研究に携わっている。
最初に、研究の背景から説明する。皆さんご存知の通り、高齢化で高齢者の数が増加する一方、少子化により介護士の数が不足しているという社会問題がある。これまでは、単純な杖や歩行器といった福祉機器が使われていたが、高齢者の日常生活を支援するための福祉ロボット、特に歩行や起立といった身体動作を支援するロボットの需要が増加している。このような福祉ロボットにとって重要なことは、ロボットとして高機能・高性能であることに加えて、人が日常的に使えるような身近なものである必要がある。こうしたロボットの実現のためには、「センシング・情報処理」、「人間とロボット間のマン・マシン・インターフェイス」、「物理的な身体動作の支援」、「そのためのハードウェア設計」、「安心して使えるように動作を行う機能」など、多角的なアプローチを必要としている。しかし、現在のシステムは大掛かりなものばかりであり、機能・高性能という点では優れているが、人にとって身近であるという要件を満たしていないものが多く、福祉施設や家庭への普及が進んでいないのが現状である。そのため、シンプルかつ高機能とすることで、人の気持ちを察して寄り添うような、安心して使いやすいロボット、人と共生する福祉ロボットを実現する必要があると考えている。
私の研究では、このような人に寄り添う福祉ロボットの実現に向けて、4種類のアプローチが必要と考えて取り組んでいる。最初は、「少数のシンプルなセンサを用いた人の認識技術の確立」である。簡単に使えるセンサを利用して人のことを認識する必要があるため、シンプルなセンシングのための情報処理技術が必要となる。次は、「より高機能な支援システム設計法の確立」である。認識技術だけでなく、実際に人に寄り添って支えるような物理的な作用を行う支援動作や、そのためのハードウェア設計も必要となる。続いて、「福祉ロボットに適したコミュニケーション方法の確立」である。人とロボットの間のインタラクションとして、人を察して理解してもらうのに必要十分なコミュニケーション方法の確立が必要となる。最後は、「倫理感のロボットへの実装方法の確立」である。人に安心して使ってもらうためには、人が持っている倫理観のようなものをロボットに実装して、人に寄り添うロボットにする必要があると考えている。
それでは4つのアプローチの中から、初めに「少数のシンプルなセンサを用いた人の認識技術の確立」について説明する。ロボットの大きな力を利用して人の動作を支援しようとすると、どうしてもロボット自体が大きくなってしまう。抱きかかえるようにしようとすると、大きな腕やそれを支える体が必要になり、歩く時に体重を軽くして膝への負担を和らげようとすると、上から吊るすような機構を入れる必要が出てくる。こうしたシステムは高機能である点は素晴らしいが、サイズが大きく、価格も高くなりがちで、メンテナンスも大変になるといったことから、現場への導入が難しいのが現状である。そこで私たちは、歩行器をベースとしたロボットの研究開発に取り組んでいる。前腕部分を肘置に乗せることで、ロボットに体を支えてもらいながら歩くことができる。車輪にモーターが入って歩行支援ができることに加え、肘置きの部分が上下することで、起立や着座の支援も可能である。起立・歩行・着座は日常生活で最も基本となる動作であり、何をするにもまず今居るところから立つ必要がある。椅子やソファ、ベッドなどから起立することが動作の起点となり、そこから歩いて移動し、移動先で座って作業をするといったことを一日に何度も行っている。したがって、起立・歩行・着座を1台の小型ロボットで支援することが重要だと考えている。そのためには計測システムもシンプルにする必要がある。多くの複雑なセンサを使うと、価格だけでなくデータ量が増大して処理が複雑化し、故障やメンテナンスの問題が発生しやすくなる。したがって、身近なロボットを作るためには、シンプルな計測システムで人の行動・状態を推定することが必要になる。そこで、私は「人の重心位置」に着目した。普通に立っている時と転びそうになっている時では、人の重心の位置が異なる。したがって、重心の位置を見ることで、ロボットを使っている人が今どういう状態にあるのかという推定に利用できると考えた。しかし、センサの数が少ない場合、姿勢が一つに定まらず、重心位置がどこにあるのか分からなくなる。そこで、重心位置の候補点が分かれば良いのではないかと考えた。例えば、上腕の位置が計測できた時に手首がどこにあるかを考えると、関節の回転角度の範囲が決まっているため、円弧上のどこかに手首があるということが分かる。これを全身の関節に対して計算することで、重心位置の候補点を算出できる。この候補点の計算結果は実際の重心位置に十分近く、精密ではない情報であっても状態の把握に利用できることが明らかになった。
この重心候補を使ってAIを導入することで、使用者の起立や歩行の推定、転倒しそうな異常状態の検知を可能にした。単にセンサデータをそのままAIに使うのではなく、重心位置という物理的に明確な指標を計算することで、AIの中身が分からないという「ブラックボックス問題」にも対応できる。また、人にも分かる物理的な指標を介することで、説明性が高まる。そして、この推定に基づいてロボットを制御し、1台の小型ロボットで起立・歩行・着座を支援することに成功している。現在は、重心候補の時間変化を分析して、少し先の状態を予測する研究にも取り組んでいる。
AIを用いた場合には、データの収集が必要になるが、高齢者に様々な動作を何度も行ってもらうのは大変であり、そのため簡単に取得できる正常なデータのみを利用して異常を検知する取組を行った。重心候補の特徴を明確化することで、計測が難しい転倒などのデータを使わなくても、正常なデータだけをAIに学習させて、異常な起立を検知する手法を明らかにした。また、実際の動作を計測することなく、コンピューター上の計算で教師データを作成する取組も行っている。人の体を関節でつなぐ「リンクモデル(棒人間のようなモデル)」を利用し、身長などの情報のみから計算でデータを作成してAIに学習させている。さらに、精度の向上に向けて肩の位置の変化などを考慮したモデルの作成にも取り組んでいる。肩は単に回転するだけでなく位置そのものが移動するため、それを上腕の長さの変化とみなす補正をかけることで、シンプルながら正確な関節位置を計算可能なモデルとなっている。
次に、新たに取り組んでいる「より高機能な支援システム設計法の確立」として、物理的なサポートやハードウェアなどの支援システムについて説明する。既存のシステムは大掛かりなものが多く、一般的な福祉施設や家庭では使いにくいと考えられる。そのため、シンプルでありながら高機能な物理的支援ができるシステムの開発が必要である。限られたセンサで高機能な推定を行うために、物理的な作用を考慮するための力情報の利用やダイナミクスの導入を行っている。歩行器型ロボットのグリップや肘置きに力センサを搭載し、ロボットに加わる力を測定・分析している。これまでは特定の異常のみを検知していたが、足がロボットから離れる場合や左右に倒れる場合など、様々な異常を個別に検知し、その種類に応じた支援を行うことに取り組んでいる。また、各関節に加わっている負荷(関節モーメント)を計算し、転倒時の負荷を評価する実験も行っており、負荷に合わせた支援やリハビリへの応用が可能になると考えている。
ハードウェアの工夫としては、重要な要素のみを抽出してシンプルかつ高機能にすることを目指しており、より一般家庭に入っていけるような「杖型ロボット」の研究にも取り組んでいる。従来の杖型ロボットはベース面積が狭く起立支援が困難であったが、伸縮・傾き・ベースの移動という自由度を持たせることで動的に安定性を確保すれば、小型の杖でも起立や着座を支援できると考えた。このための適切な支援動作をコンピューターで設計する手法も研究している。杖型は歩行器に比べて倒れやすく、杖の向いている方向にしか力を支えられないが、力が加わる向きと杖の向きが一致するという制約をシミュレーションに加えることで、ロボットの動作を生成している。シミュレーションでは、自力で立てない人でも膝関節の負荷を抑えて起立できることが分かっており、現在は実機でその有効性を検証している。
他にも、起立前の前傾動作に着目した「腰当てによる前傾支援システム」も開発している。高齢者は骨盤が後ろに傾いていることが多く、上体だけを前に出しても重心を十分に前に出すのが難しい場合がある。そこで、腰当てを前方に引っ張ることで、骨盤ごと上身を前傾させるシステムを構築した。現在は、ワイヤーではなくロボットアームのようなものを使って進めている。さらに、「農福連携」の研究も行っている。従来のリハビリは単調でモチベーション不足が課題であったが、農業と連携することで、作物の成長が成果として目に見え、モチベーションの維持向上に役立つ。現在は介護士が行っているサポートをロボットで代替するため、農地でも姿勢保持や転倒防止ができ、両手を空けて作業ができるロボットの設計・解析を行っている。
続いて、「福祉ロボットに適したコミュニケーション方法の確立」として、安心して使ってもらうためのインターフェースやコミュニケーションについて話をする。世論調査では、福祉ロボットの導入においては値段に加え、仕様や管理における不安感を持つ人が多いことが分かっている。体を預けているロボットが勝手に動いたり、使い方が分からなかったりすると恐怖を感じる。表情や言葉を使うコミュニケーションロボットが盛んであるが、身体支援ロボットの主な目的は立つ・歩くといった動作そのものである。したがって、使用者が動作に集中できるよう、インターフェースはシンプルである必要がある。そこで、ディスプレイやスピーカーを用いて、ロボットの動作の内容やタイミングを伝えるシンプルなインターフェースを実装した。また、ロボットの一方的な提示だけでなく、人がボタンを押して「いいよ」「よくないよ」といった意思を伝えられる相互コミュニケーションの手法も構築している。シンプルであるが、これにより使用者の安心感や使いやすさが向上することが実験で明らかになった。
最後は、「倫理感のロボットへの実装方法の確立」について、実社会で使われるための安心安全なロボットの実現には、人が持つ倫理観をロボットにも実装することが必要である。ロボットが自律的に動作する場合、倫理的責任に沿って、何をしているかを分かるようにすることが安心につながる。この「説明責任(アカウンタビリティ)」を考慮したシステム設計手法の提案をしている。SysMLというドメイン固有モデリング言語を用いてロボットの内部構造を可視化し、ユーザーやエンジニアといった関わる人ごとに、必要な情報を適切に提示するインターフェースを作成している。この分野は心理学や法学とも関わる学際的な領域であり、IEEEの国際標準化プロジェクトにも参画して研究を進めている。
今後は、この4種類のアプローチをさらに発展・応用し、シンプルなセンサによる認識技術を環境全体へ拡張したり、見守りシステムや家事ロボットへ応用したりすることを考えている。また、コミュニケーションと物理的支援を統合し、AIを活用した自動設計手法の確立にも取り組む。多様な価値観に対応できるよう国際的な標準化を進め、安全性と安心感を考慮したシステム統合を行うことで、人とロボットが共生できる社会作りの実現を目指していく。
講演要旨②
私は小学校4年生くらいまで小児喘息を患っており、酸素テントという小さいビニールハウスのような中でしか生きることができず、学校にも通学できなかった。しかし、治療のおかげで元気になり、大学時代は体育会の空手部に所属していた。このような生い立ちもあって日本に生まれたことに心から感謝しており、政治家として社会に恩返しをしたいという想いで取り組んでいる。交通に力を入れたいと思った理由は、前職が遠州鉄道株式会社の社員であったこともあるが、静岡県議会議員の時に障害のある方が大雨の中、バス停で雨に打たれているのを見たことがきっかけである。それを受け、市長になる機会があったなら、必ず交通問題に取り組みたいと強く思うようになった。
湖西市内の現在の公共交通は、民間でJR東海道線(3駅)、静岡県の第3セクター事業者である天竜浜名湖鉄道(4駅)、一般乗用タクシーがある。しかし、民間バスは遠州鉄道株式会社が令和3年9月30日に遠鉄バス浜名線の「湖西市役所~馬郡区間」から撤退してなくなってしまった。そこで湖西市が主体となり、現在は浜松バス株式会社の協力を得てコミュニティバスである「コーちゃんバス」と、遠鉄タクシー株式会社の協力を得てデマンド型乗り合いタクシー「コーちゃんタクシー」を運行している。デマンド型乗り合いタクシーとは、名前の通り、複数の利用者が1台のタクシーを相乗りして目的地まで移動する交通サービスであり、通常のタクシーとバスの中間のような存在である。その他、「企業シャトルBaaS」事業として、株式会社デンソー湖西製作所や浜名湖電装株式会社に協力いただき、従業員用のバスを住民の交通の足として活用する取組もしている。
湖西市は市民意識調査を毎年実施しており、その結果を公表している。この市民意識調査において、湖西市の「住みにくいところ」についての設問があり、回答の1位がバス・タクシー・電車などの公共交通機関、2位が買い物や外食、3位は地域医療である。2位の買い物や外食については、鷲津駅前や新居の関所周辺の店舗の誘致など賑わい作りに取り組んでおり、新居では古民家を利用した若者の出店などが増えてきている。鷲津駅前は、湖西市が所有している道路用地があり、そこを民間に貸して毎週金曜日に商売に使ってもらう取組を開始した。出店者が増え、毎週金曜日は賑わいができており、冬は一旦中断していたが、再開して賑わいを創出していきたいと思っている。3位の地域医療については、湖西病院の経営を支えるために市の一般会計から8億円以上を投入しており、この湖西病院の経営改善も私の重要な仕事である。毎月の経営会議や管理会議、週1回の幹部会議にも出席して改善に取り組んでいる。また、患者様の満足度を上げることが重要だと思っており、電話対応から民間企業の視点を取り入れてスタッフと一緒に改善を進めている。さらに、昨年3月、浜松市と浜松医科大学が「浜松アカデミック・メディカル・アライアンス」という地域医療連携推進法人を設立したが、そこに参加して、連携による医療体制の充実に取り組んでいる。
それでは、ここから1位の公共交通に関して、デマンド型乗り合いタクシー「コーちゃんタクシー」の拡充について話をする。「コーちゃんタクシー」を利用するには、事前に利用登録が必要である。書類または電子で申請すると、乗車時に提示が必要となる利用者証が発行され、自宅に郵送される。事前に電話で予約し、他の人と乗り合いながら自宅と指定された場所の行き来と指定された場所同士の行き来でのみ乗り降りが可能な定額(市内一律)で移動ができるシステムである。この事業は、令和7年10月1日から拡充した。
拡充の内容として、まず平日のみだった運行を土日にも拡大した。また、乗り降りできる施設も62箇所から約4倍の240箇所に増やし、便数もこれまでの1時間おきから30分おきに増やし、運行時間も朝夕1時間ずつ拡大し7時から18時30分とした。他に、指定施設間の移動の解禁として、以前はシステム上の都合で自宅と施設の往復しかできなかったが、病院の帰りにスーパーに寄るなど、施設間の移動も可能にした。そして肝だと思っているのが運賃改定である。以前は、利用者の自宅のある中学校区ごとにエリア分けされており、同中学校区内は400円、別の中学校区へ行くと800円であった。静岡県議会議員の時に全国のデマンドタクシーの失敗事例を調査していたが、その結果見えてきたものは、利用料金が500円を超えると利用者が急速に減少することであった。長野県のある町では、参考になるようにお願いして担当の方に詳細なヒアリングを行った。こうして全国の事例から学んだ結果、市内均一500円にこだわった。
担当職員の頑張りもあり、リリース発表後新規登録者数は週平均17人から104人と6倍に増えた。利用者数もリリース前後の令和7年9月から11月で162%に伸びており、利用者のニーズに合致したと考えている。しかし、車両1便あたりの利用人数が拡充前の1.48人から拡充後は1.30人と低下しており、事業拡充により利用者1人当たりの市の負担額が拡充前と比較して470円増えてしまっていて、1人で移動するのではなく、2人、3人と乗り合わせる率を増やすことが大きな課題となっている。また、土日の利用率が20%に留まっていることも課題である。興味深い傾向として、乗り降りできる施設を増やしたことで浜名湖ボートレース場、大型ドラッグストア、スーパーなどの店舗の利用も増えている。
今後の課題はコミュニティバスの「コーちゃんバス」である。昼間に「空気を運んでいる」といった厳しい意見も市民の皆さんからいただいており、こちらの利用者を増やしていきたいと考えている。しかし、難題として、他の市町村にも共通していると思うが、湖西市は公共交通に関係する2つの課題を抱えている。ひとつは、部活動の地域展開に伴う子どもたちの移動手段の確保である。部活動の運営が学校から地域に変わることにより、子どもたちの移動が発生する。親や家庭の事情は様々であるが、どんな環境の子どもでも移動が障害となって好きな部活動ができないといったことにならないように、公共交通の役割を考えていきたいと思っている。また、湖西市は北部地区の小学校の統廃合を行うが、これにより通学距離が長くなる問題が発生し、文部科学省の基準では、小学校4km、中学校6km以上は交通手段を考えることとなっているため、このパズルを組み合わせて公共交通のあり方を総合的に考える必要がある。
ここで鍵になるのが自動運転だと思っている。例えば、岐阜市では令和9年に完全自動運転となるレベル4のバスを走らせる計画があり、実証実験を行っている。湖西市は、トヨタグループの創始者である豊田佐吉の生誕地であり、トヨタ自動車のマルチユースなバッテリーEV 「e-Palette」の活用を視野に入れたいと思っている。「e-Palette」は、現在自動運転のレベル2であるが、レベル4の機能の実装に向けて日々進化していると聞いており、こうした自動運転技術も見据えて公共交通の課題に向き合いたいと考えている。現在、「コーちゃんバス」には「コーちゃんタクシー」や「企業シャトルBaaS」と比較して、最も多額の費用が掛かっており、湖西市が負担している。利用者を増やして湖西市の負担額を減らすことと、いかに有効活用できるかが重要となっている。また、湖西市内の多様な移動ニーズを把握し、「コーちゃんバス」、「コーちゃんタクシー」、「企業シャトルBaaS」という各交通モードの組み合わせと最適化により、利便性と効率性を両立した持続可能な公共交通体系の構築を目指していく。
公共交通の課題はどこの自治体も共通である。現在、静岡県西部の市長間では情報を共有し、成功も失敗も学び合っている。東三河の自治体の首長とも共有し、一緒に地域の課題解決を実現していきたいと思っている。
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