世界的権威に聞く「ロボット×ディープラーニング最前線」

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尾形氏は産業用ロボットとディープラーニングの融合は、将来的に企業の競争力を担保する源泉になると主張する。尾形氏の直近の研究成果の一例としては、日立と共同研究する「ドアを開けて通過するロボット」がある。同ロボットの全身制御には、ディープラーニングが使用されている。

「ロボットを知能化する研究には、おおまかにふたつの方向があります。ひとつはロボット自体が頑張って学習する『強化学習』と、もうひとつは人間の動きを模倣させる『模倣学習』です。日立との共同研究では、後者の技術を取り入れドアを開けて自律的に通過していくロボットを開発しました。研究過程においては、ドアを認識する、開ける、通り抜けるなどのタスクは別々に学習させます。しかしその後、ロボットは自らその一連の動作を繋いで適切な動きのフローを実現していきます」(尾形氏)

尾形氏らが開発するロボットの特徴は、頭の中で常に「未来の状況を予測」することだ。

より正確には「未来にそうなるであろう状況のイメージ」を、常に頭のなかに「生成」し続けている。ディープラーニングは、与えられたデータを学習することで、それまで存在しなかった新しいものを生成する能力を持っている。

例えば、猫や人の画像を大量に学習させると、それまでなかったまったく新しい画像を生み出すというようなことが可能だ。最近、巷ではその生成能力、もしくは生成された新たなイメージや動画は「ディープフェイク」という名で呼ばれてる。

尾形氏らが研究する「ドアを開けて通過するロボット」は、その生成能力を応用し、0コンマ何秒後に予想されうる未来のイメージを常に頭の中に描き続ける。そして、その未来の状況に対応するための動きも同時に生成する。実はこのロボットの動作原理は、「人間と同じ」と尾形氏は言う。人間が見ていると思っている世界は、「そうなるであろう」と脳が想像した「未来のイメージ」だ。

つまり、人間の脳は「少し先の未来のイメージ」を生成し続けており、人間はその“脳内世界”で状況を判断し、次の行動を選択する。その能力をコピー・移植したのが、尾形氏らが開発するロボットだ。

「開発した新しいロボットは、従来のロボットとは異なり、ドアの位置が少々変わっても柔軟に対応することができます。というのも、自分がこう動いたら、イメージや視覚もこう変わるはずだ、またこう動けばいいはずだという、視覚と手の動きディープラーニングで予測させて実際に処理させているからです。しかも、学習ですべてやっていくので、ロボットのプランニングモデルの開発(プログラミング)をする必要ありません。つまり、これまで数ヶ月かかっていた開発が数日で終わる。ドアノブを変えても1日、ドアノブを押すタイプから引くタイプに変えても1日、どんどんモジュールを足していけば複雑な処理をできるようになります」(尾形氏)

この尾形氏らのディープラーニング技術は、さらにアーム型の産業用ロボットにも応用されている。例えば,人間より正確に計量を行える技術を、顧問を務めるエクサウィザーズ、DENSO、大成建設など大手企業とともに開発している。

「企業の工場などでは、製品を製造する過程でさまざまな液体・粉末原料を扱うケースがあります。ただし、それが特殊な粉だったり、放射性物質だったりすると、現場のスタッフの方々が手作業でやるのは困難だし危険。そこで人間の能力をディープラーニングで移植して、ロボットに正確かつ素早くこなさせようという研究を行いました。その過程では、対象物が粉なのか液体なのか、またねばねばなど粘性がどれくらいなのかを、ロボットが初見で判断して、誤差なく適切な計量を行うことに成功しています」(尾形氏)

河鐘基

記者:河鐘基


1983年、北海道生まれ。株式会社ロボティア代表。テクノロジーメディア「ロボティア」編集長・運営責任者。著書に『ドローンの衝撃』『AI・ロボット開発、これが日本の勝利の法則』(扶桑社)など。自社でアジア地域を中心とした海外テック動向の調査やメディア運営、コンテンツ制作全般を請け負うかたわら、『Forbes JAPAN』 『週刊SPA!』など各種メディアにテクノロジーから社会・政治問題まで幅広く寄稿している。