三、新世纪重点研究创新计划——减轻大城市大震灾特别计划
2002年,日本以新设立的国际急救系统研究机构(IRS)为中心,在防灾科学技术研究所的支持下,文部科学省制订出“新世纪重点研究创新计划减轻大城市大震灾特别计划(简称大大特计划)”,其中的“急救机器人等高级防灾基础结构构筑的研究开发计划”(2002年~2007年)已经开始实施。该项目集中了日本全国250多位机器人研究专家,以支持紧急应对大震灾(人命救助等)的人体搜索、信息搜集、信息分布等为目的,进行机器人、智能传感器、便携式终端、人机接口等研究开发。该计划的研究资金预算如下表。
该计划在川崎市和神户市设计建立了测试现场,在室内设置大规模地震灾害被破坏构造物等受害地模型,用实证实验和改进开发。该计划由制订实施计划的核心组和研究招标的招标组组成,研究项目招标的内容如下:
⑴信息搜集机器人,要求机器人能在各种地面移动,进行信息搜集和测绘;
⑵智能传感器和便携式终端,为了搜集受害者信息,需要智能传感器和便携式终端与机器人共同起作用,研究开发主动搜集灾害信息和人的判断技术,综合多种信息进行判断行动的技术;
⑶人机接口,研究开发的重点是遥操作技术和信息提示技术;
⑷为使研发的各种机器人、智能传感器、便携式终端、人机接口等系统实用化,还要研究系统性能评价方法、系统标准化、普及产业化措施等。
最后根据招标的结果与核心组协调,确定了47个课题(如下)进行研究,原则上要求两年完成。
四、未来需要解决的7个关键任务
1.制造领域
(1)能够处理柔性部件的机器人技术生产系统在汽车和家用电器等的组装工艺中,已经实现了对不变形部件的自动化装配,但是对柔性部件(车内布线等)的输送和装配作业,现在实现自动化还有一定的困难,还得依赖人的手工操作。另外,同时实现多个接插件的连接,由于接插件的形状是多种多样的,抓取和组装的方法也要求是多种多样的,自动化也有一定的难度。为此需要解决的课题是,研究能够实现在车内布线等以柔性部件为对象的全部组装作业自动化的机器人技术系统。
(2)人与机器人协调型单元生产机器人技术系统进入上世纪90年代,在国际性成本竞争高涨等的形势下,日本出现了单纯生产工艺向海外转移、转向附加价值高的生产产业,在日本国内,加紧研究适应多品种变量生产的生产方式。其中,取代原来流水线式的生产方式,普及成为单元生产方式。在单元生产方式中,对应多品种变量生产用增加人工的负担来抑制初期的成本,另外一方面还有培养熟练操作人员需要花费时间、质量管理也难以进行等缺点。为此,需要解决的课题是应该提高单元生产方式中的生产率,研制在单元生产方式中能与人协调工作的机器人技术系统。
2.服务领域
(1)日常收拾整理用的机器人技术系统着眼于日常生活中简单的收拾整理工作,用机器人技术系统来实现原来靠人手工劳动完成的“整理”和“收拾”工作。具体地来说,饮食店里餐具的整理、搬运,家庭的家务收拾、洗涤物的收取存放、办公室书籍、办公用品的整理等,都让机器人代劳,来整理和收拾这些放置得杂乱无章的物品。应该开发的技术是能够搬运各种形状物品的操纵技术,对各种物品位置、姿势的识别、收藏空间结构化技术等。
(2)与高龄老人进行情感交流的机器人技术系统创建能让高龄老人自主独立生活的生活辅助环境,为此,所要求解决的课题是研制情感交流机器人技术系统,能够理解包括高龄老人在内的各种年龄段人们的意图,按照指示代替人干一些简单的工作。要开发的技术是,以适应各年龄段人们以会话为主体的情感交流技术,和伴随有在物理空间行动的人型机器人通信技术等。
(3)与人共存的自动搬运机器人技术系统在办公室或其他设施内与人共存的环境下,机器人能够识别自己的位置,能够回避人和障碍物进行自律的安全移动,是应用机器人技术给向导和搬运服务业务增加附加值的必要手段。搬运作业,例如垃圾箱的搬运、医院检体药品等的搬运、机场行李搬运、工厂内危险品搬运等,因为需要大量的劳力,希望能够应用机器人技术完成这些工作。