そこが知りたい家電の新技術
ロボットのプロに聞く! 性能が良いロボット掃除機ってどこのですか?
by 河上 拓（2015/5/29 07:00）
急速に拡大しているロボット掃除機市場。国内メーカーだけではなく、海外メーカーも次々に参入している。しかし、ロボット掃除機の動きは複雑で、イマイチよく分からないというのも確か。家電 Watchでは家電としてではなく、ロボットとしてこれらの製品がどうなのか、ロボット工学の第一人者として活躍する、“ロボットのプロ”古田貴之氏に話を聞いた。
1回目では、機種によって異なる“仕組み”についてお話を伺った。採用しているタイプや、センサーによって、同じロボット掃除機でも動き方が全く違うということがわかった。2回目の今回については、ずばり性能について。
海外メーカーだけでなく、最近では日本の大手家電メーカーも参入。部屋の隅を掃除できる、障害物や壁に当たらないなど、ルンバにはない日本人好みの機能を搭載して、差別化を図っている。果たして、日本製ロボット掃除機は、ルンバを超えることができるのか? 古田氏にお話を伺った。
古田貴之
ふるた たかゆき 1968年生まれ
千葉工業大学 未来ロボット技術研究センター「fuRo」所長。「ロボットにはもっと多様な可能性がある・不自由なものを不自由でなくする」を持論に８本足の電気自動車プロトタイプモデル「ハルキゲニア01」や、福島第一原発原子炉建屋内の調査用ロボット、未来の乗り物「ILY-A」など、奇想天外で画期的なロボットを開発。また、ドラマ「安堂ロイド～A.I. knows LOVE?～」や映画「キカイダー REBOOT」など多くのSF作品において、ロボット出演シーンの監修／ロボット技術設定等も手がける。
・古田さんが開発したロボット「ILY-A」
利用シーンに応じてトランスフォームする未来モビリティ。アイシン精機株式会社との共同プロジェクトで、開発は「fuRo」が担当。障害物を認識して減速回避する「知能化安全技術」にレーザーセンサーを使用する。リアルタイムマップ作製技術により、周囲の状況を判断してインテリジェントなスピード制御を実現
ロボット掃除機は「毎日使うもの」
――前回のお話を聞いてるかぎり、米国のネイトロボティクス社のボットバックや、ドイツのフォアベルク社のコーボルトのようなレーザースキャナ付きのロボット掃除機の性能が勝っているような気がします。
古田 レーザースキャナを搭載した2機種は、ある程度SLAM(Simultaneous Localization and Mapping：同時に位置確認と地図化)で地図を作ってるからこそ効率的で無駄な動きをしない。同じ場所をなぞらず一筆書きで塗りつぶすように進むんです。
――端までまっすぐ進んで次のラインに移動する雑巾がけのような動きですね。
古田 だからゴミの吸い残しがあってもそのままになってしまう。つまりレーザーSLAMで作った地図に頼りすぎなんですね。最初に全体の地図見てこう行けばいいなって考えて、決められた法則通りに動く。だから臨機応変な対応ができないんです。少し頭でっかちになってる。ルンバは失敗するということを念頭に、同じ場所を数回通る。このまんべんなく数回やる回数が1日分の部屋のゴミやほこりを取るために絶妙な回数になっているんです。
――――レーザーSLAMを使った2機種は同じところを1回しか通らない分、ルンバの半分の時間で掃除が終わるんですよね。逆にパナソニックが春に発売したルーロは、ルンバの倍ほどの時間をかけてじっくり掃除をします。メーカーによって掃除の時間に幅があって、それぞれの「掃除」の概念が違っている。そのあたりはどうお考えですか?
古田 掃除時間に対する考え方は人それぞれですね。私はロボット掃除機は「毎日使うもの」と考えるべきだと思うんです。その日出た髪の毛とか、細かいホコリをきれいする。毎日、簡単な掃除を自動でやってくれる。現状、ロボット掃除機が本格的な掃除をしてもらうのは、まだまだ荷が重いですからね。きっちりした掃除は、やはりまだ人間がするべきなんです。たとえばよく能力を比較する検証実験で、コーヒーの粉末をドバッとこぼしたところを吸わせて結果を見たりしてるけど、ロボット掃除機になにを求めてるんだろう? って思ってしまいますね。
戦略プログラムが突出しているルンバは最強
――先日、あるメーカーの方にお聞きしたんですけど、「タンスと壁のあいだのゴミをとってくれないんだけど」っていうクレームが、よくあるらしいんです。届かない場所には、ウィーンと別の手が出てきてゴミを取り除くって思ってる人は意外といるんです。やっぱり日本人の「ロボット」って言葉に対する幻想があるんでしょうね。漫画やアニメによって人型ロボットのイメージをみんな抱いてしまっている。「タンスのあいだのゴミ」まではいかなくても、人間レベルで掃除機をかけてくれるって思ってる人は多いですね。
古田 まだまだそこまではできない。ロボット掃除機は毎日のちょっとしたほこりやゴミを掃除するものと考えたほうがいいですね。
――あくまで補助的なものですね。
古田 でも僕もずっと毎日、家でルンバを使ってるんだけど、これが意外に便利なわけですよ。毎日出る髪の毛とかホコリをとるって性能に特化するならやっぱりルンバが早くてきれいですね。戦略プログラムが突出している。ちょっとした経験則が入っているんです。ある程度、障害物とぶつかったパターンから、その障害物がなにかを推測してる部分があるってこと。つまり、ちょっとした知能を持ってる。1回ぶつかって、もう1回ぶつかって「あっ、これは椅子だな! で、こっちは机だな!」って気づくのが早いんです。
――他の機種だと数回かかるところを2回で判断できるってことですね。
古田 それはデータ量の違いが大きい。ロボットの研究は時間をかければかけるほど多くのデータが蓄積される。ユーザーからの意見も集まるでしょうしね。私はルンバを初代から見てるけど、動きは相当変わっています。昔に比べて本当に無駄な動きが少なくなったし効率的になってる。行き当たりばったりでぶつかって、全体の地図を把握したうえで、まんべんなく動くという戦略はバージョンを重ねるごとに、かなり優れたものになっている。そこに今度は掃除をするブラシとか吸引力とかバッテリーとか、掃除機としての基本性能を上げてきた。ルンバには一日の長がある。
――では現状、他の機種はルンバに勝てない?
古田 僕は別にiRobot社にお金をもらってるわけじゃないし、どちらかというと日本のメーカーを応援したい立場なんだけどね……やっぱり今のところはルンバが最強と言わざるを得ない。ルンバは発売当初からのポリシーを貫いているんですよ。「いかに安いハードウェアを使って、いかによくできたソフトウェアでミッションを達成するか」っていうね。
いまだにバンパーの接触型のスイッチがメインですし、それ以外も一番安いタイプの赤外線の距離センサーで補っている。
――ロボットとしてのハード部分はすごい安くできてるんですね。
古田 ただし、ソフトウェアの“でき”が他とは違う。ソフトウェアの頭の良さで補ってるんですね。最新のモデルだとバッテリーも長持ちになって、吸引力も上げて掃除機としての基本的な機械性能を上げている。日本のメーカーのものは逆ですね。高い超音波センサーなど多くのセンサーを搭載して、激しくぶつからないってことや部屋の隅まで掃除するって部分に力を入れている。
日本メーカーは“ぶつからないこと”に力を入れすぎてしまっている
――バンバンぶつかりながら動くのと、部屋の隅に弱いのは「ルンバの弱点」としてよく挙がる部分ですからね。
古田 でも、日本のメーカーのロボット掃除機は、そこに力を入れるあまり、動き自体が遅くなってしまっている。ソフトウェアがまだまだ未熟で無駄な動きが多いんです。あと「ぶつからない」のが売りのルーロは接触を避けて、赤外線センサーや超音波センサー系に頼ってるんですけど、細いものを認識できない。センサーとセンサーのあいだに死角ができるんです。
――それなら単純にセンサーの数をもう少し増やせばいいんじゃないですか?
古田 前回も言ったように、それは価格との兼ね合いになる。もちろんセンサーは多ければ多いほうがいいんだけど、そうすると価格が跳ね上がります。ルンバ以外のメーカーのロボット掃除機に言えるのは、センサーを過信しすぎってことですね。それでもやっぱりぶつかるときはぶつかるんです。
ルーロは、一応ぶつかったときのために接触センサーがついてますけど、補助的なものなんですね。超音波センサーを過信しすぎている。ぶつかることで相手も自分も傷つく。さっきも言いましたがセンシングっていうのは100%じゃないんです。100%認識できるセンサーなんて存在しないんです。やはりいちばん重要なのは壊れないことですからね。ロボット掃除機っていうのは1年365日、365回動かします。だから3年使えば1,000回越すわけです。だからこそなるべく消耗しないものであってほしい。ロボット掃除機は毎日の生活を支えるものです。だから。そうそうたやすく壊れてほしくない。ルンバは物理的にぶつかって接触センサーで判断するんですけど、ぶつかったときに相手を傷つけないような機械と併用してるんです。
家電メーカーとロボット会社では思想が違う
――そこは家電メーカーとロボット開発会社の違いなのかもしれませんね。
古田 ロボットのソフトウェアって知能なんです。そのソフトウェアを進化させることによって、メカはそのままなんだけど全体の性能が格段にアップしていく。ロボットを作るロボット屋って、基本的にそういう思想なんですね。僕らにとってロボットのボディはあくまでソフトウェアを使うための再生機なんです。だから知能をどんどん更新する。そういう意味ではiPhoneなんかと似たような思想なんですよね。でも日本のメーカーの製品は考え方が違う。
――ロボット掃除機を、あくまで数年で買い換える製品、つまり家電だと考えてる。まあ家電メーカーだから当たり前なんですけど(笑)。でもたしかにそこが大きな違いのような気がします。
古田 たとえばルンバって、すごい割り切った設計がされている。とにかくバンパーで当たりまくる戦略をとっているので、当たること前提の設計になっているんです。バンパーには衝撃吸収材もついているし、結構深いストロークで衝撃を吸収して、ものを傷つけないように作られている。そうすることで自分も傷つかなくて済むからね。
――壊れないように工夫がされているわけですね。
古田 動く部分っていうのはどうしても消耗するんですけど、ルンバは以前から、バンパーについてる衝撃センサーに非接触スイッチと言われるものを使っている。普通、スイッチに接触部分があると毎回当然擦れますよね。たとえば3DSとか携帯ゲーム機でたくさんゲームをやってると、ボタンが馬鹿になります。接触センサーは接触するがゆえに磨耗してだめになりやすい。だからルンバには物理的な接触部分を極力少なくした特殊なスイッチがついてるんです。「コ」の字型の部分に光を通して、バンパーが押されることで光が遮られてスイッチが入る。完全非接触なんですね。こうすることで接触がなくなる。このスイッチは摩耗でへたることがないんですね。ルンバはそういう細かい壊れない配慮を昔から徹底してやっているんです。
――物として耐久性を重視してるってことですか?
古田 そう。ルンバは相当初期からそのへんの割り切りをしてるんですよ。消耗して機械がばかになるだろうっていうところはとことん消耗しないように努力する。最新の機種だと、裏の吸い取る部分のブラシがゴムのような素材になっていたりね。メカ屋の僕から見ても、まずここが劣化してダメになるだろうってところを、少しでも良くしようっていう企業理念が見受けられるんです。
ロボット屋から見ると、こんなもの作るなよ! って言いたくなる
逆に国内メーカーのものは、すぐにへたるだろうと思う部分が多い。たとえばルンバの不得意な角のゴミに強くなるために、国内メーカーはサイドブラシを長くしてる機種が多いけれど、長くすることで消耗がどうしても早くなる。他にもバンパーのストロークが浅かったり、アンダーボディがフラットじゃなかったりね。それらはちゃんと改善策を考えてしかるべきなんですよ。日本の家電メーカーの多くの製品は、ロボット屋、メカ屋から言わせると、こんなもの作るなよ! って言いたくなる。ロボット屋なら誰でも知ってるはずの「ロボットの基本」ができてないものが多いんです。これはもう、設計思想の違いですね。
――では、今後しばらくはルンバの一人勝ちになりそうですか?
古田 今のところはそう言わざるを得ない。ロボット屋がロボットを見ると、設計者の考えが見て取れるんですよ。ロボットが語りかけてくるんです。「俺はこういう素性で生まれたんだ」とね。その素性が見えた瞬間にがっかりしてしまうんです。設計した人の考えが透けて見えるんですよね。何度も言うけど、僕はどちらかというと海外のメーカーよりも、日本のメーカーを応援したいし、頑張って欲しいっていうのが、本心なんですけどね。
第1回では、現行のロボット掃除機のタイプや特徴について、第2回ではロボット掃除機の性能や思想について、ロボット工学の視点から語ってもらった。最終回となる3回目では、ダイソンも含めて、これから発売される今後のロボット掃除機がどうなるのかについてお話を伺った。こちらもお楽しみに～。