2013年09月23日09:22
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日本的介護(hù)需求不斷擴(kuò)大，卻苦于護(hù)理人員不足。作為解決問題的撒手锏，機(jī)器人成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。在日本，制造商與用戶正團(tuán)結(jié)一致，推動(dòng)護(hù)理機(jī)器人等“服務(wù)機(jī)器人”的全面普及。
日本的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)堪稱世界第一。目前機(jī)器人市場(chǎng)上絕大多數(shù)是多關(guān)節(jié)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人，在此類工業(yè)機(jī)器人全球市場(chǎng)上，日本企業(yè)以大約5成的份額高居榜首。日本全國(guó)使用的機(jī)器人數(shù)量也居世界第一。
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2013年7月發(fā)布的“2012年 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)動(dòng)向”顯示，2011年的工業(yè)機(jī)器人（除電子部件安裝器）的全球市場(chǎng)規(guī)模為84.97億美元，日本企業(yè)的份額占50.2％。2011年，全球工業(yè)機(jī)器人（同上）使用數(shù)量為115.3萬臺(tái)，日本以30.7萬臺(tái)位居榜首。
不過，工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模受到電子產(chǎn)品和汽車產(chǎn)量的左右。近來，隨著亞洲新建大量工廠，市場(chǎng)短暫利好，但就長(zhǎng)期趨勢(shì)而言，市場(chǎng)規(guī)�？峙码y以快速擴(kuò)大。在這種情況下，“服務(wù)機(jī)器人”市場(chǎng)成為了眾望所歸。例如，護(hù)理與福祉、保安、個(gè)人用和商用的移動(dòng)支援、物流、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的檢查與維護(hù)等，與人共處的機(jī)器人。
2013年稱得上是服務(wù)機(jī)器人研發(fā)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。對(duì)于過去以制造商為中心開展研發(fā)的服務(wù)領(lǐng)域機(jī)器人，用戶開始表示出了積極利用的姿態(tài)。在本文中，筆者將為大家介紹服務(wù)機(jī)器人的開發(fā)和應(yīng)用背景，以及最近的動(dòng)向。
通過提高生產(chǎn)效率彌補(bǔ)人手不足
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2010年4月發(fā)表機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來市場(chǎng)預(yù)測(cè)稱：日本國(guó)內(nèi)機(jī)器人市場(chǎng)將在2015年將達(dá)到1.599萬億日元，在2025年達(dá)到5.258萬億日元，在2035年達(dá)到9.708萬億日元。服務(wù)領(lǐng)域是增長(zhǎng)的原動(dòng)力。市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2015年的3700億日元擴(kuò)大到2035年的4.96萬億日元（圖1）。尤其是在護(hù)理與福祉領(lǐng)域，機(jī)器人的利用估計(jì)會(huì)趨于活躍。
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圖1：日本國(guó)內(nèi)的機(jī)器人市場(chǎng)將于2035年達(dá)到9.7萬億日元 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在2010年4月發(fā)表的“2035年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來市場(chǎng)預(yù)測(cè)”中，預(yù)測(cè)服務(wù)領(lǐng)域的機(jī)器人市場(chǎng)將大幅擴(kuò)大�！白o(hù)理與福祉”相關(guān)市場(chǎng)估計(jì)擴(kuò)大速度最快。 |
在少子老齡化嚴(yán)重的日本，勞動(dòng)年齡人口于1995年達(dá)到頂峰后逐漸減少，今后還會(huì)繼續(xù)減少。而老年人口的增加將持續(xù)到2020年左右，之后預(yù)計(jì)也將維持在相同水平。因此，日本必須以更少的人員，滿足盡可能多的護(hù)理需求。在護(hù)理與福祉領(lǐng)域，“必須活用機(jī)器人替代人工作業(yè)，借此提高生產(chǎn)效率”的認(rèn)識(shí)正在逐漸形成。
分擔(dān)責(zé)任確保安全
在這種情況下，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）啟動(dòng)了支援服務(wù)機(jī)器人實(shí)用化的國(guó)家項(xiàng)目“生活支援機(jī)器人實(shí)用化項(xiàng)目”。該項(xiàng)目從2009年度到2013年度，為期5年，每年投入的金額高達(dá)10億日元以上。
該項(xiàng)目提出的最終目標(biāo)包括：（1）確立生活支援機(jī)器人的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法；（2）提出與人身安全相關(guān)的指標(biāo)，以及與功能安全試驗(yàn)和評(píng)估方法等相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；（3）確立生活支援機(jī)器人安全性標(biāo)準(zhǔn)的符合性評(píng)估方法；（4）完成研發(fā)對(duì)象，即生活支援機(jī)器人的安全性試驗(yàn)與驗(yàn)證試驗(yàn)等。為此，NEDO采取了研發(fā)安全性檢驗(yàn)方法與開發(fā)采用安全技術(shù)的機(jī)器人密切聯(lián)動(dòng)的體制（圖2）。
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圖2：首先建設(shè)銷售機(jī)器人的環(huán)境 NEDO在2009～2013年度實(shí)施的“生活支援機(jī)器人實(shí)用化項(xiàng)目”的概要。爭(zhēng)取借助開發(fā)機(jī)器人安全性檢驗(yàn)方法與開發(fā)機(jī)器人的密切聯(lián)動(dòng)，為安全性有保障的機(jī)器人建設(shè)銷售環(huán)境。 |
服務(wù)機(jī)器人是新型領(lǐng)域的產(chǎn)品。銷售和售后服務(wù)的形態(tài)、使用方法等尚未確立。用途和功能也復(fù)雜多樣。而且，不同于在工廠內(nèi)設(shè)置的工業(yè)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人是在人們的生活空間中運(yùn)轉(zhuǎn)。社會(huì)需要建立起接受這種新領(lǐng)域產(chǎn)品的環(huán)境。
擁有操作和動(dòng)作功能的機(jī)器人直接作用于實(shí)際物體，難免會(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失、傷害、火災(zāi)等事故。如果像面向消費(fèi)者的一般電子產(chǎn)品那樣，只由企業(yè)和用戶負(fù)責(zé)，機(jī)器人恐難實(shí)現(xiàn)普及。因此，生活支援機(jī)器人實(shí)用化項(xiàng)目設(shè)想出了多個(gè)組織分擔(dān)責(zé)任的構(gòu)造（圖3）。
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圖3：劍指實(shí)現(xiàn)責(zé)任歸屬明確的構(gòu)造 生活支援機(jī)器人實(shí)用化項(xiàng)目的目標(biāo)是創(chuàng)造基于國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)與第三方認(rèn)證的責(zé)任分擔(dān)構(gòu)造。作為其中的一環(huán)，產(chǎn)綜研與JARI等在2010年12月成立了開展各項(xiàng)機(jī)器人試驗(yàn)的安全檢驗(yàn)中心。 |
按照項(xiàng)目的構(gòu)想，通過明確責(zé)任的歸屬，例如哪些產(chǎn)品的安全性達(dá)標(biāo)、由誰來確認(rèn)、安全性標(biāo)準(zhǔn)由誰制定等問題，消費(fèi)者就可以放心地購(gòu)買、使用機(jī)器人。在該項(xiàng)目的內(nèi)容之中，還包括了向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)提出相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)安全性檢驗(yàn)方法、設(shè)置檢驗(yàn)組織等。
與此同時(shí)，采用安全技術(shù)的生活支援機(jī)器人的開發(fā)也在進(jìn)行之中。分為移動(dòng)作業(yè)型、穿著型、搭乘型等10個(gè)主題的生活支援機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)的開發(fā)分貝委托給了松下、CYBERDYNE、豐田等多家民營(yíng)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)（圖4）。
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圖4：促進(jìn)自主移動(dòng)型與穿著型等機(jī)器人的開發(fā) 生活支援機(jī)器人實(shí)用化項(xiàng)目委托的機(jī)器人開發(fā)總覽。自主移動(dòng)開展作業(yè)的機(jī)器人、穿著在人員身上使用的機(jī)器人、人員搭乘的機(jī)器人等開發(fā)進(jìn)展顯著。 |
精簡(jiǎn)用途加快開發(fā)
進(jìn)入2013年，在日本國(guó)內(nèi)，尤其是護(hù)理領(lǐng)域，加快機(jī)器人開發(fā)速度的動(dòng)態(tài)日趨顯著。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于2013年5月，敲定了“機(jī)器人護(hù)理器械開發(fā)與引進(jìn)促進(jìn)事業(yè)”的第一批共24個(gè)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目旨在推動(dòng)機(jī)器人護(hù)理器械的開發(fā)和引進(jìn)，為老年人的自立支援和減輕護(hù)理人員的負(fù)擔(dān)做出貢獻(xiàn)，2013年度的預(yù)算額為23.9億日元。
這些項(xiàng)目建立在“機(jī)器人技術(shù)運(yùn)用于護(hù)理的重點(diǎn)領(lǐng)域”的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)領(lǐng)域由站在制作者的立場(chǎng)看待機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省與站在使用者立場(chǎng)看待機(jī)器人的厚生勞動(dòng)省在2012年11月聯(lián)合發(fā)表（圖5）。機(jī)器人所處的環(huán)境，從原來的制作者積極開發(fā)，轉(zhuǎn)變成了使用者積極嘗試。
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圖5：厚生勞動(dòng)省與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省合作 始于2013年度的“機(jī)器人護(hù)理器械開發(fā)與引進(jìn)促進(jìn)事業(yè)”是以厚生勞動(dòng)省與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2012年發(fā)表的“機(jī)器人技術(shù)運(yùn)用于護(hù)理的重點(diǎn)領(lǐng)域”為基礎(chǔ)。 |
機(jī)器人是替代人類工作的機(jī)械。在最初階段，其作業(yè)的質(zhì)量總是低于人工的。制作者推出新的機(jī)器人，反而會(huì)增加工作時(shí)間，因此很難得到接受。
但這一次，面對(duì)提高護(hù)理效率的緊要課題，使用者認(rèn)識(shí)到“在未來必須借助機(jī)器人”，開始向機(jī)器人護(hù)理器械的開發(fā)和引進(jìn)提供協(xié)助。得到使用者協(xié)助的機(jī)器人護(hù)理器械開發(fā)引進(jìn)促進(jìn)事業(yè)將積極開展驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。其目的是通過大量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，明確技術(shù)或業(yè)務(wù)性課題，提前投入實(shí)用化。
機(jī)器人護(hù)理器械的重點(diǎn)領(lǐng)域包括：（1）通過助力減輕援助者腰部負(fù)擔(dān)的穿著型移乘支援器械；（2）幫助援助者完成抱起動(dòng)作的非穿著型移乘支援器械；（3）幫助老年人步行、搬運(yùn)行李的移動(dòng)支援器械；（4）面向可自力排泄者、可調(diào)整設(shè)置位置的排泄支援器械；（5）護(hù)理設(shè)施使用的癡呆患者看護(hù)系統(tǒng)（表1）。這些都是“融入了機(jī)器人技術(shù)的護(hù)理器械”，并不一定是機(jī)器人。
之所以把重點(diǎn)集中在護(hù)理器械領(lǐng)域，是為了集中往往容易分散的機(jī)器人開發(fā)的資源�！案袘�(yīng)某些信息，據(jù)此自主做出判斷，作用于實(shí)際物體”的機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用途徑豐富多彩。如果以制作者為主導(dǎo)，各公司容易出現(xiàn)零星開發(fā)不同領(lǐng)域的機(jī)器人的情況。如此一來，實(shí)用化就將耗費(fèi)漫長(zhǎng)的時(shí)間。
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的目標(biāo)是把開發(fā)資源集中到特定領(lǐng)域，創(chuàng)造出接近市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。如果各家公司在價(jià)格、易用性、耐久性等指標(biāo)上展開競(jìng)爭(zhēng)，機(jī)器人技術(shù)在護(hù)理領(lǐng)域的實(shí)用化就將突飛猛進(jìn)，而且還有望波及到其他領(lǐng)域。
服務(wù)領(lǐng)域以外也出現(xiàn)萌芽
非服務(wù)領(lǐng)域的機(jī)器人也在進(jìn)化。包括公共與防災(zāi)領(lǐng)域用來應(yīng)對(duì)福島第一核電站燃料碎片清除等災(zāi)害的機(jī)器人，工業(yè)領(lǐng)域可應(yīng)用于單元生產(chǎn)、具有靈活性的機(jī)器人在內(nèi)，這些機(jī)器人都需要開發(fā)并投入實(shí)用。
以公共與防災(zāi)領(lǐng)域的機(jī)器人為例，NEDO在2011年度實(shí)施了“抗災(zāi)無人化系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目”。這是2011年3月東日本大地震引發(fā)福島第一核電站事故后緊急實(shí)施的項(xiàng)目。福島第一核電站為清除燃料碎片制定了“30年計(jì)劃”。開發(fā)能夠在高輻射量場(chǎng)所工作的無人機(jī)械必不可少。為了促進(jìn)此類機(jī)器人的開發(fā)，NEDO集中日本國(guó)內(nèi)積累的抗災(zāi)機(jī)器人技術(shù)，為技術(shù)創(chuàng)造了便于應(yīng)用的環(huán)境（圖6）。
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| 圖6：公共與防災(zāi)領(lǐng)域的機(jī)器人開發(fā)也已經(jīng)啟動(dòng)以東日本大地震引發(fā)的福島第一核電站事故為契機(jī)，出現(xiàn)了加快開發(fā)公共與防災(zāi)領(lǐng)域機(jī)器人的動(dòng)態(tài)。NEDO緊急實(shí)施的“抗災(zāi)無人化系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目”的目標(biāo)是集中日本國(guó)內(nèi)的既有技術(shù)，使技術(shù)快速投入運(yùn)用變得簡(jiǎn)單。 |
今后隨著基礎(chǔ)設(shè)施和大型設(shè)備的老化，事故還有可能出現(xiàn)增加。為此，日本國(guó)土交通省與日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在2013年7月合作設(shè)立了“新一代社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施用機(jī)器人開發(fā)與引進(jìn)研討會(huì)”。已經(jīng)開始圍繞社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的“維護(hù)管理”、“抗災(zāi)措施（調(diào)查）”、“抗災(zāi)措施（施工）”三個(gè)方面，就機(jī)器人實(shí)用化的方法進(jìn)行探討。
工業(yè)機(jī)器人也需要為勞動(dòng)人口的減少做出相應(yīng)的進(jìn)化。在單元生產(chǎn)工序中，如果能夠開發(fā)出具有靈活性、可直接接手人工操作的機(jī)器人，或許將有助于維系日本國(guó)內(nèi)的制造業(yè)（圖7）。這樣的機(jī)器人要求通用性好、教學(xué)簡(jiǎn)單。美國(guó)Rethink Robotics已經(jīng)推出了這樣的機(jī)器人產(chǎn)品。今后，新一代工業(yè)機(jī)器人的開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)估計(jì)將愈演愈烈。
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圖7：工業(yè)機(jī)器人也步入新一代 預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將觸頂回落的工業(yè)機(jī)器人需要進(jìn)化，以應(yīng)對(duì)未來勞動(dòng)年齡人口的減少。劍指的方向應(yīng)當(dāng)是具有靈活性、能夠直接應(yīng)用于原本由人負(fù)責(zé)的單元生產(chǎn)工序的機(jī)器人。 |
云計(jì)算等現(xiàn)在的IT還缺乏向空間和周邊環(huán)境發(fā)揮物理作用的動(dòng)作功能。因此，機(jī)器人護(hù)理器械和自動(dòng)駕駛汽車將成為連接IT基礎(chǔ)設(shè)施與現(xiàn)實(shí)世界的接口。到那時(shí)，機(jī)器人的動(dòng)作需要令人感到舒適。擅長(zhǎng)創(chuàng)造“舒適”的日本企業(yè)或許將在美國(guó)企業(yè)長(zhǎng)期掌控的IT領(lǐng)域里扮演重要角色。（作者：中坊嘉宏，日經(jīng)技術(shù)在線！ 供稿）
