スマートシティ実現のためにサービスロボットが果たす役割は何だろうか?

2035年人はどんな生活を過ごしているのだろうか? 未来の生活を見据えたスマートシティ実現のためにサービスロボットが果たす役割は何だろうか?

「サービスロボット」と言えばどんな場面で活用される事は想起されるでしょうか?

配膳ロボットが飲食店で料理を運んでいる状態でしょうか? それとも災害救助ために遠隔で操作し人命救助をする状態でしょうか? それともドローンなどを活用して遠く離れた場所に物を届ける状態でしょうか? もし、今私たちが2035年までトリップする事ができたならサービスロボットはどんな価値を世の中に届ける事ができるでしょうか? IoTの世界が広がり色々な物がお互いつながり社会を形成するスマートシティの中で、サービスロボットはどのような価値を届ける事ができるでしょうか。 今日はこの「もし・・・」を考えてみたいと思います。 2017年、米国バージニア州はロボットに歩行者と同じ通行権を与えました。 国際ロボット連盟(IFR)によるとサービスロボットの市場規模は2021年に130億ドル(1兆6900億円)に達すると予測されています。 日本では、まだサービスロボットは単独の機能や役割において活躍する場に十分な機会を与えられていませんが、モノとモノがつながるIoTの世界が発展する事で都市はスマート化し、人々の習慣は大きく変革を引き起こします。 人々の役割は大きく変わり、ロボットと協働で生活する新しい都市出来上がってきます。 日本でも既に空飛ぶ車の開発が進み、サービス提供の仕方に変化が生まれる兆しが出てきています。 色々なロボットが相互に助け合い、連携し、支えあう2035年の世界へさあ出発しましょう。

国際ロボット連盟(IFR)は、ロボットを産業用ロボットとサービス用ロボットに分類しています。 この記事では、サービス用ロボットに焦点を当て、行政、運輸、セキュリティ、エンターテイメント、およびサービスを対象として考察しています。

夢の世界と現実をつなぐサービスロボットの知能化

世の中ではDX化という表現される事例が増えてきており、物事がどんどんデジタル化が進んできています。 言葉を変えますと自動化される技術の領域が日ごとに加速している事を表しています。 2035年の世界では、この流れはより加速されロボットとロボットが密接に融合した真のインターネット時代が到来しスマートシティが実現される事が期待されています。 近年、バーチャルとリアルの境目が徐々に変化しており、将来的には昔のSF映画で描かれていたようなバーチャルとリアルが混在する世界になるのではないかと期待されています。

そのためには、大きく4つの技術的重要な課題が存在しています。 近未来を見越した現実の仮想化とそれを実現する技術的な発展。 ホログラフィック、およびロボットそれぞれに知能を与えそれらをどの様に組み合わせて社会に適応さえていくかという4つの重要な技術的ポイントがあります。 例えば3次元カメラで撮影した画像や映像は全て平面的な世界の中にありカメラはレンズを通して平面的にしか記録することができません。 しかし、ホログラムの技術は立体的に映像を記録しておくことで、映像を表示する際にも立体的に映し出すことができるものなのです。

 図1 人間・環境・ロボット相互に機能的に機能するロボットの4つの特徴

4つの特徴

❶状態を短時間で正確に全方位的に理解する能力

ロボットは、短時間に網羅的に情報を認識し、処理する事ができる特徴があります。そこに環境情報を追加収集し、活用する事でデジタルな仮想空間を構築する事が可能です。

更に近年3Dカメラの開発により、ロボットは立体的な情報を取得し、3次元的に高精度の位置やシーンの理解より複雑な作業を実現する事が可能になりました。

❷複数のロボットの連結

ロボットは、自身データと環境データを元に作り上げた仮想空間の上で様々なロボットと連携しながら更なる活動を産出す事が可能ｄす。リアルタイムでデータをクラウドにアップロードし、複数のロボットを効率的に連携させることで新しい都市空間を産み出すことが可能です。

❸ロボット自ら学習する計算ロジック

人工知能を搭載したロボットは、新しいデータを継続的に学習して精度を向上させ、自ら意思決定能力を獲得し、新しいモデルを更新させることで繰返しアップグレードする事が可能です。

➍さまざまな情報から導き出される相互作用

ロボットは周辺環境を認識するだけでなく、人間の身振りや手ぶり、声や音、表情を認識することであらゆる活動に対応できるようになり、人間と機械の協働で生活をする事可能になり生活がより楽しい世界を実現する事が可能です。

3つの機能

❶環境に順応するロボットの知能レベルの向上

現在最も普及しているロボットがこの分野のロボットであるが、ある特定の環境において、状況をリアルタイムに判断し、最適な対応をすることが可能です。これらサービスロボットは、視覚や音声などのデータを認識してニーズを自動的に特定し、サービスの知能レベルを向上させることが可能です。

❷人とロボットの関わり方も大きく変化

ロボットは人の介在を必要とせずに物事をやり取りできるため、人間に代わって複雑な作業や危険な作業を実行する事ができます。遠隔地にいる人とまるでその場に一緒にいるかのように感じさせる技術や、VR、AR などのテクノロジーの技術によりロボットは、仮想イメージを別の空間に投影し臨場感を生み出し、離れた位置の作業（遠隔リモート）を実現し、人とロボットが協力して作業を進める事が可能です。

❸ロボットとロボットが連携をする新たな世界

ロボットは、インターネットやローカルエリアのネットワークを介してデータを共有したり、近距離にあるセンサーからのデータを交換することで相互に連携したりする事が可能です。活動範囲が広すぎる場合、ロボットは分散強化学習とニューラルネットワークを使用して空間分割を自ら実現するか、さまざまな緊急事態に対応するための計画アルゴリズムを学習して、自己組織化されたロボットとロボットの連携を実現します。

今日、人とロボットが協働で生活する社会（スマートシティ）の開発は新しいトレンドを示しています。断片的な小さな情報化から総合的なデジタル化へ、システム構築から持続可能な運用へと大きな変化の途上にいます。人（ソーシャル的空間）、モノ（フィジカル的空間）、そしてデジタル空間が完全に統合され3つのスペースを結び付けて、スマートシティは新しいラウンドへ向かっていきます。総合的なデジタルトランスフォーメーションと都市の高度化を促進するこれがスマートシティにおけるサービスロボットならではの独自価値です。

図2 サービスロボットは3種類の空間をつなぎ、総合的なデジタルトランスフォーメーションと都市の高度化を促進する

図3 スマートシティの発展動向とサービスロボットの適用場面（出典：テンセント研究所）