Archive for December, 2013

米国政府のレスキューロボ開発 ~ 原発事故を繰り返さないために

Sunday, December 22nd, 2013

福島第一原子力発電所の重大事故が、アメリカ政府のロボット開発を始動させた。放射能線量が高く、瓦礫が散乱する中で、自律的に救助活動を行うレスキューロボの開発を目指している。日本の技術を取り込んで、アメリカの威信をかけたロボット開発が始まった。

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コンテスト形式でロボット技術を開発

ロボット開発は、アメリカ国防省研究機関であるDARPA (国防高等研究計画局) 主導のもと、「DARPA Robotics Challenge」 (DRC) というコンテスト形式で行われている。DRCはロボット・システムとソフトウェア開発を競うコンテストで、天災や人災が起きた際に、ロボットが人間を手助けすることを目指している。12月20日と21日の二日間、マイアミ州で「DRC Trials」という予選が行われた。競技の様子はYouTubeでリアルタイムでストリーミングされた。

16チームがエントリーし、日本企業であるSCHAFTが二位に大差をつけて優勝した。日本のロボット技術力の高さが改めて証明された。上の写真はがれきに見立てたブロックの上を歩行するSCHAFTの様子 (出展はいずれもDARPA) である。DRCは、災害時の救助活動を行う際に必要な機能を検証する目的で行われ、レスキューロボに必要な八つの技能が試験された。

ロボットが自動車を運転する

このタスクはロボットが自動車を運転する能力を競うものである。コースは、路上にパイロンなどが置かれ、ジグザグになっている。ロボットはこれを避けながら運転していく。ゴールに到着すると、ロボットは自分で自動車から降りる技能を試される。下の写真はTeam Kaist (韓国のチーム) が競技をしている様子である。ロボットはゴールまで自動車を運転することができたが、自動車から降りることはできなかった。八つのタスクの中で一番難易度が高い。ロボットが自動車を運転する意味は、人間が使っているツールを使い、救助活動を行うことを意図している。自動車の他に電動ドリルなどを操作する技能が試験された。自動運転車はGoogleなどが開発しているが、今回はロボットの運転技術が試された。

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ロボットががれきの上を歩行する

このタスクではロボットが不規則な地形を歩く能力が試された。経路上にブロックが階段状に並べられ、ロボットは階段を上り下りする要領で歩いていく。コースは三つのパートからなり、ブロックが規則的に並んでいる場所から、不規則に並んでいる場所に難易度が上がる。下の写真はTeam WRECS (Worcester Polytechnic Instituteなどの大学チーム) が競技をしている様子である。ここではブロックが不規則に並んでいて、コースの中で一番難易度が高いところである。ロボットは難所を歩き抜きゴールした。

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ロボットが階段を上る

このタスクはロボットが階段を上る技術を競う。ロボットは両手と両足を使って階段を上る。両手で手すりを掴み、足を一段踏み上げ、この動作を繰り返して登っていく。上った段数で得点が決まり、一段目、四段目、最上部までの昇降が試された。下の写真はTeam ViGIR (米バージニア州とドイツの連合チーム) が競技をしている様子である。両手で手すりを掴むが、うまくバランスが取れなくて、片足を一段踏み上げることができなかった。残念ながら結果はリタイアとなった。ロボットにとって階段は移動における難所である。

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ロボットが壁をくりぬく

このタスクはロボットが電動ドリルを使って、壁を切り抜く技量を試すものである。壁に緑色の三角形が描かれ、ロボットはドリルで三角形を切り抜き穴をあける。下の写真はIHMC Robotics (Florida Institute for HumanとMachine Cognitionの大学連合) が競技をしている様子である。ロボットは壁の前に立ち、左側のテーブルに置かれている電動ドリルを手で掴む。ドリルを操作し、壁に描かれている緑色の円を繋ぐ三角形を切り抜く。最後に切り抜いた部分を手で押して穴をあける。これはレスキュー活動の基本タスクで、地震で倒壊したビルの側壁に穴をあけて人命を救助する。この際に、ロボットは特殊工具を使うのではなく、人間が使っている工具を使う点がポイントとなる。IHMC Roboticsはポイントを重ね二位となり、その技量の高さをアピールした。

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この他に、がれきを取り除く、ドアを開く、バルブを閉める、消火ホースを接続するなどのタスクが課された。いずれも福島原発事故での救助作業を想定し、レスキューで必要な項目を具体的な形で表現している。今回のDRC Trialsで入賞した八位までがDARPAからファンディングを受け、決勝戦である「DRC Finals」に進む。九位以下は自らの資金でDRC Finalsに進むことができる。決勝戦は来年末に予定されている。

タスク・レベルの自律能力を目指す

現在稼働しているロボットは、工場や研究所など、厳密に制御されている環境で運用されている。工場においては、簡単な作業や繰り返し作業で利用されている。現在のロボットは、歩行や物を掴む能力は一歳児程度で、頭脳は一歳児以下だと言われている。DRCが目指すロボットは「タスク・レベル」の自律能力で、様々に変化する環境で、通信ラインが途切れても、ロボットが半自律的に活動できることを目指している。

「タスクレベル」の自律能力とは、オペレータが厳密に制御しなくても、ロボットが特定のタスクをこなす能力を示す。例えばオペレータがロボットに「ドアを開けて」と指示すれば、ロボットがそれを実行する。具体的には、ロボットがドアのノブを認識し、それを最適な力で掴んで操作し、ドアを引くか押して開ける一連の動きを行う。現在の工業用ロボットのように、ステップ毎のコマンドを指示する必要はなく、Apple Siriにタスクを指示する要領である。

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(上の写真は、Team Drexel (Drexel University) のロボットが、ドアのレバーを掴み、押し下げて、押して開けている様子。タスクが完了するまでに10分程度かかり、ロボットにとっては大変な作業である。)

来年の決勝戦では、ロボットがタスクレベルの自律能力を示すことが求められる。DRC Finalsでは、「前にある瓦礫を取り除け」や「バルブを閉めろ」などの指示を受けて、ロボットがタスクを実行する。予選ではロボットは独立した八つのタスクをそれぞれこなしたが、決勝戦では異なるタスクを連続して実行する能力が求められる。実戦のレスキュー・ミッションに近くなり、ロボット技術開発で高度な技法が要求される。

明確なミッションのもとでロボット開発

DRC Trialsのライブ中継を見ていると、2004年に開催された、自動運転車レース「DARPA Grand Challenge」にイメージが重なった。DARPAは、イラクでの物資輸送を無人トラックで行うことを目的に、自動運転技術の開発をレースという形で始めた。初年度は、参加チームの技術レベルが低く、スタート直後、壁に激突しリタイアするシーンが印象に残っている。これが数年のうちに飛躍的に進化し、現在のGoogle自動運転車に結びついている。DARPAは、ロボット技術開発でも、同じ軌跡を描くことを狙っている。

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(上の写真はTeam TROOPER (Lockheed Martin) のロボットが、がれきを手でつかみ、取り除き、通路を確保してる様子である。)

DARPA Grand Challengeが自動運転車登場の切っ掛けとなったように、DRCでヒューマノイド型ロボット技術が大きく進化する枠組みが整った。グランド・チャレンジに共通することは、明確なミッションの元で、技術開発を推進することだ。IED (路上爆破装置) から人命を守り、原発事故で被害を最小限に留め、地震で倒壊したビルから人命を救助することを目指す。日本のロボット技術は世界一であるが、技術開発のスキーマはDRCから学ぶ点も少なくない。更に、DRC TrialsからGoogleのロボット戦略も透けて見える。ロボットが多くのことを教えてくれた競技となった。

Google Glassで支払いができる「グラス決済」に注目!!

Friday, December 13th, 2013

Google Glass完全ガイド:ファイナンス編】

スマホ決済の次はGoogle Glassで支払いを行う「グラス決済」が始まる。Google Glassをかけて店舗に入り、値札のバーコードを読み込むと、商品内容が分かり、Google Glassで支払いを行う。レジに並ぶことなく、商品を受け取って、そのまま店を出る。Google Glassがショッピング・スタイルを大きく変えようとしている。

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Google Glassで買い物をするデモ

このシステムは「GlassPay」という名前で、West Henrietta (ニューヨーク州) に拠点を置くRedBottle Designというベンチャー企業が開発している。Santa Clara (カリフォルニア州) で開催されたDEMOカンファレンスで、GlassPay開発責任者Ryan Langilleらがデモを交えて (上の写真)、その仕組みを解説してくれた。顧客はGoogle GlassにGlassPayアプリをインストールして利用する。店舗で買い物をして、商品バーコードをGlassPayで読み込むと、そのままビットコインで支払いができる。ビットコインとは注目を集めている仮想通貨で、オンライン・ショッピングだけでなく、街の店舗で利用できるところが増えてきた。

上の写真はPier 10という店舗で、GlassPayを使って買い物をするデモである。タブレット画面は、Google Glassのスクリーン・イメージを表している。顧客は店舗に入り、Google Glassに「Let’s Shop」と語りかけると、GlassPayアプリが起動する。Google GlassはBluetoothで店舗に設置されている ビーコンと交信し、アプリは今どの店舗にいるかを認識する。そしてアプリは、その店舗の商品データベースと連携する。

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Google Glassで商品バーコードをスキャン

次に、Google Glassに「Scan items」と言うカードが表示され、顧客は商品プレートのバーコードをスキャンする。上の写真がその様子で、視線を移動し四角の枠をバーコードに重ねる。

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上の写真は商品プレートで、左上に商品バーコードが印刷されており、ここに視線を合わせてスキャンする。バーコードのスキャンが終わると、Google Glassに商品情報がカード形式で示される (下の写真)。

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ビットコインで支払いを行う

ここには商品名が「Blue T-Shirt」で価格が「0.25 BTC」と表示されている。BTCとはビットコイン単位で、今日現在、1 BTCが908ドルで、0.25 BTCは227ドルに相当する。ティーシャツにしては高すぎるが、デモ当日のBTC相場は200ドル程度で、商品価格は50ドルであった。先月からビットコイン相場がバブル状態で、BTCが高騰し、引いてはドル換算すると割高になっている。

買い物が完了するとGoogle Glassに「pay for my order」と語りかけると、GlassPayは買い物金額の合計を表示する。金額を確認し、Google Glassをタップしすると、支払いプロセスが起動する。決済が完了すると、Google Glassに「ready for pick-up」と表示され、顧客は店舗出口で購買した商品を受け取り、店を出るプロセスとなる。レジの列に並んで支払いをする必要はなく、スマートに買い物ができる。

グラス決済の応用シーン

RedBottle Design は、GlassPayを使ったグラス決済を、イケアような大型家具販売店で利用するシナリオを描いている。顧客は売り場フロアーで家具を選び、GlassPayを使って、その場で支払いを済ませる。出口では、イケアのスタッフが家具を組み立て、顧客はそれを受け取り店舗を出る。また、Best Buyのような家電量販店での導入も目指している。店舗フロアーには代表的な商品だけを陳列し、顧客は商品を手にもって試すことができる。GlassPayを使うと、異なるオプションの商品を閲覧でき、顧客は気に入った商品をその場で購入できる。店舗側としては、売り場フロアーへの陳列商品点数を最小限に抑えることができる。また、スーパーマーケットでの導入も目指している。顧客は棚から商品を取り上げるごとにGlassPayでスキャンする。レジで支払いをする際は、Google Glassに「pay for my order」と語りかけるだけで、全商品の決済が完了する。レジの手間が省け、チェックアウト・プロセスが簡便になる。

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Google Glassは決済に最適なデバイス

会場ではブースにランプなどの商品が並べられ、即席の小売店舗が作られ (上の写真)、GlassPayの利用法が示された。デモを見て強く感じたことは、スマートフォンでバーコードを読み込んで決済するより、Google Glassでの決済が飛躍的に便利であることだ。ポケットからスマートフォンを取り出し、パワーオンし、アプリを立ち上げ、カメラでバーコードを捉えるより、Google Glassでバーコードを覗き込むほうが簡便であり、また人間の自然な動きに近い操作でもある。Google Glassは買い物での決済に最適なデバイスで、これから大きな展開が期待できる。

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ビットコインは問題を抱えながらも評価向上

GlassPayは、前述の通り、ビットコインと連動しており、消費者はビットコイン口座から支払いをする。決済手数料がかからないため、個人や小売店舗での利用が増えている。コーヒーショップやレストランで使用できるだけでなく、カーディーラーでもビットコインを取り扱うところが登場した。Lamborgini Newport Beachというカーディーラーは、Tesla Model Sを91.4BTC (103,000ドル) で販売し話題となった。一方、ビットコインはドラッグなど違法薬物の購入やマネーロンダリングで使われ、社会問題になっている。更に、ビットコインは投機の対象となり、相場は乱高下している (上のグラフ、ドルの対ビットコイン為替レート、最新六か月)。ビットコインは多くの課題を抱えながらも、その利用範囲は確実に広がっている。ビットコインに対する評価も上がる中、Google Glassでの決済方式は大きく飛躍するという手ごたえを得た。おサイフケータイの次は、Google Glassで支払いを行う「おサイフグラス」が始まった。

「グラス・ヘルメット」 ~ オートバイを運転しながらナビで道順を確認し好みの音楽を聴く

Friday, December 6th, 2013

Santa Clara (カリフォルニア州) で開催されたDEMOカンファレンスでは、Google Glassやメガネ型コンピュータの登場が相次ぎ、市場はウェアラブルに向って加速していることを実感した。カンファレンスでは、ディスプレイを搭載したオートバイ・ヘルメットが話題となった。これは「Skully P1」という製品 (下の写真) で、ライダー向けにGoogle Glass相当機能を提供するものである。

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ヘルメットに搭載されたディスプレイで後方確認

この製品はRedwood City (カリフォルニア州) に拠点を置くSkully Helmetsが開発したもので、オートバイ向けのハイテク・ヘルメットとして話題を呼んでいる。Skully P1は内部に小型モニターを実装しており、ライダーは前を向いたままで、必要情報にアクセスできる。Google Glassのアイディアをヘルメットに応用した形で、オートバイで安全走行するための機能が搭載されている。

Skully P1は音声認識機能を持っており、ライダーはヘルメットに話しかけて操作する。下の写真はSkully P1に「Skully」と呼びかけたところで、モニターに現在の気温と天気予報が表示されている。ディプレイは右目下方に搭載され、ライダーの視界右下隅に情報が表示される。下の写真の通り、運転の妨げにならないように、最小限の情報が表示される。

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走行中はモニターに後方のビデオ・イメージが表示される (下の写真)。後方イメージは180度のアングルで捉えられ、ライダーは後ろから近づく自動車などを把握できる。頭をひねってバックミラーを見る代わりに、前方を向いたまま後方を確認できる。

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ヘルメットが目的地までのナビゲーション

ライダーはSkully P1に「Play Music」と語ると、音楽が再生される。Skully P1はPandoraと連携しており、ドライブしながら好みの音楽を聴くことができる。ディスプレイには演奏している曲名が表示される。Skully P1は道路渋滞情報を把握し、「この先渋滞中」などと、道路の渋滞情報を音声でライダーに通知する。

Skully P1はナビゲーション機能 (下の写真) があり、ディスプレイに進行方向を矢印で表示し、同時に音声で「この先左折」などと、道順を案内する。電話を受信すると、Skully P1は、ディスプレイに着信の表示を行い、「○○さんから電話」と、音声で通知してくれる。

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ヘルメットにビデオカメラが搭載され、Bluetoothでスマートフォンと連携

Skully P1はヘルメット後部にカメラを搭載しており、後方のビデオ撮影を行い、それをディプレイにストリーミングする。Skully P1はGPSを搭載しており、現在地を把握し、目的地までナビゲーションを行う。またマップ上に進行方向を表示する (下の写真) こともできる。Skully P1は、Bluetoothでライダーのスマートフォンと交信し、音楽再生や通話機能を提供する。Pandoraで音楽を聞いたり、電話するときは、Bluetooth経由でスマートフォンの機能を使っている。

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Skully Helmetsは安全なデザイン

DEMOカンファレンスの会場で、Skully HelmetsのCEOであるMarcus Wellerから、Skully P1の実物を見せてもらいながら説明を聞いた。Wellerによると、Skully P1は、あくまでオートバイ操作を補助するための情報を提供するツールで、運転に必要な項目だけを選別して表示する仕組みとなっている。技術的には、ウェブサイトにアクセスし、様々な情報を提示できるが、運転の妨げにならないように、必要最小限の情報を選別し、ディスプレイに表示している。

アメリカの多くの州で、運転中にGoogle Glassを使うことを禁止しているが、Wellerと関係者にSkully P1の安全性について尋ねた。Weller等によると、ディスプレイはライダーの前方4.5mから6.0mに位置しているように見える。ライダーは視線を変えることなく、ディスプレイを見ることができる。前方の風景にディスプレイが溶け込んで見える構造となっており、安全に利用できる。Skully P1は、カリフォルニア州の安全規格に準拠しており、法的にも問題は無い。

Google Glass安全性の裁判が始まった

上述の通り、アメリカの多くの州はGoogle Glassをかけて自動車を運転することを禁止している。カリフォルニア州もその一つで、先月、San DiegoでCecilia Abadieという女性がGoogle Glassをかけて運転し、交通違反で捕まった。AbadieのGoogle+には、反則キップの写真が掲載されており、違反理由として「モニターを見ながらの運転 (Google Glass)」と記載されている。カリフォルニア州ではモニターを見ながらの運転は禁止されているが、カーナビは例外とされている。しかし、Google Glassのようなウェアラブルの規定はなく、違反理由は上述の通り、Google Glassのモニターが視界を遮っているためとされている。

これに対してGoogle+で様々な議論が巻き起こっている。カーナビを操作するよりGoogle Glassで地図を見るほうが安全であるという容認派と、歩きスマホが危険であると同様に運転グラスは危ないという反対派と、意見が二つに割れている。両者の共通見解は裁判所で白黒をつけるべきというもので、Abadieは交通違反に対して無罪を申し立て、来月、San Diego交通裁判所で証言する予定である。裁判所がGoogle Glassにどのような判断を下すか、その経緯が注目されている。

最近は街中でGoogle Glassをかけた人をしばしば見かけるが、その多くが自転車に乗った人である。Google Glassがサイクリストの人気アイテムとなりつつある。Skully P1は、Google Glassのアイディアをヘルメットに応用したもので、安全でかつ快適なデザインとなっている。自転車より高速で走るオートバイには、Google Glassに対する判決に関わらず、Skully P1のような安全性を考慮した専用システムが必要となる。