2010 年、ヘンリー エヴァンスはテレビでロボットを見ました。 それはロボット工学会社 Willow Garage の PR2 で、ジョージア工科大学ロボット工学教授のチャーリー・ケンプ氏は、PR2 がどのようにして人の位置を特定し、薬のボトルを届けることができるかを実演していた。 その日見ていた人のほとんどにとって、PR2 は目新しいものに過ぎませんでした。 しかしエヴァンスにとって、このロボットは人生を変える可能性を秘めていた。 「私はPR2を自分の体の代用物として想像しました」とエヴァンスは言う。 「何年もベッドに横になっているだけだった自分の物理的環境を再び操作する方法としてそれを使用することを想像しました。」
8年前の40歳のとき、ヘンリーはシリコンバレーでCFOとして働いていたが、先天性欠損による脳卒中のような発作に見舞われ、一夜にして四肢麻痺により話すことができなくなった。 「ある日、私は身長6フィート4インチ、体重200ポンドになった。 エヴァンスは2006年に自身のブログにこう書いた。「私は常に猛烈に独立心が強かったが、おそらく欠点があった。 一発で私はすべてに完全に依存するようになりました…。 「私がやりたいことはすべて、他の人に頼んで、やってもらうことに頼らなければなりません。」 エヴァンスは目、頭、首を動かすことができ、左手の親指も少し動かすことができます。コンピューターを制御することもできます。頭の動きとオンスクリーン キーボードを使用してカーソルを使用し、毎分約 15 ワードで入力しました。これが、彼がこの記事のために IEEE Spectrum と通信した方法です。
2012 年、PR2 ロボットの助けを借りて髭を剃るヘンリー・エヴァンス。
ジョージア工科大学のケンプと連絡を取り、ウィロー・ガレージと提携した後、エヴァンスと妻のジェーンはロボット工学者たちとロボット・フォー・ヒューマニティと呼ばれるプロジェクトで協力し始めた。 その目標は、障害のある人々の自立を促進し、障害のある人々と、同様に重要なことに、その介護者がより良く、より充実した生活を送れるよう支援する方法を見つけることでした。 PR2 は、Robots for Humanity を通じて開発された多くの支援技術の最初のものであり、ヘンリーは最終的に、このロボットを使用して、(とりわけ) 10 年ぶりに自分で髭を剃ったり、かゆみを掻いたりするのを助けることができました。
「私にとってロボットは常にSFの世界のようなものでした」とジェーン・エヴァンスは私に語った。 「最初にヘンリーと一緒にこの旅を始めたとき、家にロボットがいるとは思いもよりませんでした。しかし、私はヘンリーにこう言いました。『この冒険をあなたと一緒に連れて行く準備はできています。』 「誰もが人生の目的を必要としています。ヘンリーは自分の体に閉じ込められたときにその目的を失いましたが、彼が新しい目的を受け入れるのを見ることができました。それが私の夫に人生を取り戻させました。」
ヘンリー氏は、補助器具は障害者の自立性を高めるだけでなく、介護者の生活を楽にするものでなければならないと強調します。 「介護者は非常に忙しく、テクノロジーには興味がありません（そして、適性がないこともよくあります）」と彼は説明します。 「したがって、セットアップが非常に簡単でなく、有意義な時間を節約できなければ、単純に使用されないのです。」
PR2 には多くの可能性が秘められていましたが、現実世界で通常使用するには大きすぎ、高価すぎ、技術的すぎました。 「400ドルかかりました、000」とジェーンは思い出します。 「重さは400ポンドありました。物にぶつかったら家が壊れてしまうかもしれません！でも、PR2は最初のコンピューターのようなものだと気づきました。これが誰かを助ける方法を学ぶために必要なものであるなら、それだけの価値があります。」
ヘンリーとジェーンにとって、PR2 は役立つツールというよりは研究プロジェクトでした。 ジョージア工科大学のケンプも同様でした。PR2 のような非実用的なロボットは、研究の枠外では決して直接的な影響を与えることはできませんでした。 そしてケンプにはもっと大きな野望があった。 「最初から、私たちはロボットを実際の家に連れて行き、実際の人々と交流しようとしていました」と彼は言います。 PR2 でこれを行うには、経験豊富なロボット工学者のチームと電動リフト ゲートを備えたトラックの支援が必要でした。 Robots for Humanity プロジェクトが始まって 8 年が経ちましたが、ヘンリーやジェーンのような人々が実際に使用できるほど実用的なロボットはまだありませんでした。 「それは信じられないほどイライラすることだった」とケンプは振り返る。
2016 年、ケンプ氏は新しいロボットの設計に取り組み始めました。 このロボットは、ハードウェアとコンピューティング能力における長年の進歩を活用して、PR2 が実行できる多くのことを、シンプルで安全かつ手頃な方法で実行します。 ケンプは、ケンプと同じく博士号を取得したアーロン・エドシンガーに意気投合した。 MITでロドニー・ブルックスの下で。 その後、エドシンガーはロボット工学のスタートアップ企業を共同設立し、2013 年に Google に買収されました。「家庭環境や人の周囲で操作を行うために作られているロボットの複雑さに不満を感じていました」とエドシンガーは言います。 「[ケンプのアイデアは]多くの問題をエレガントな方法で解決しました。」 2017 年、ケンプとエドシンガーは自分たちのビジョンを実現するために Hello Robot を設立しました。
ケンプとエドシンガーが設計したロボットはストレッチと呼ばれます。 小型軽量なので一人でも簡単に移動できます。 また、Stretch の商用価格は 20 米ドル (000) で、PR2 のコストのほんの一部です。 低コストは、Stretch のシンプルさによるものです。Stretch には 1 本のアームがあり、上下に動かしたり、伸ばしたり縮めたりするのに十分な自由度があり、前後に曲がる手首のジョイントもあります。 アームの端にあるグリッパーは、ケンプが Amazon で見つけた人気のある (そして安価な) 掴み補助ツールをベースにしています。 センシングは機能要件に焦点を当てており、ベースの基本的な障害物回避機能と、ロボット上部のパン＆チルト ヘッドの深度カメラを備えています。 また、Stretch は、物体を掴んだり、部屋から部屋へ移動したりするなど、基本的なタスクを自律的に実行することもできます。
モバイル操作に対するこの最小限のアプローチには、Stretch を手頃な価格で維持する以上の利点があります。 ロボットは手動で制御するのが難しい場合があり、ジョイントが追加されるたびに複雑さが増します。 障害のないユーザーにとっても、キーボードやゲーム パッドを使用してさまざまな自由度を持つロボットを操作するのは面倒な場合があり、うまく操作するにはかなりの経験が必要です。 ストレッチのシンプルさは、特に初心者ユーザーや、ロボットとの対話方法が制限される可能性のある障害を持つユーザーにとって、より多くのセンサーや自由度を備えたロボットよりも実用的なツールになる可能性があります。
ヘンリー・エヴァンスが制御するストレッチロボットは、妻のジェーンの食事の準備と片付けを手伝います。
「ストレッチが患者のために行う最も重要なことは、彼らの人生に意味を与えることです」とジェーン・エヴァンスは説明します。 「それは、家を運営するための特定の活動に貢献することであり、自分が無価値だと感じないようにすることになります。ストレッチは介護者の負担をいくらか軽減し、介護者が患者とより多くの時間を過ごせるようにすることができます。」 ヘンリーさんはこの負担を痛感しているため、ストレッチでは「介護者の時間がかかる日常的で反復的な作業」に焦点を当てています。
Vy Nguyen は作業療法士で、Hello Robot と協力してストレッチを介護の役割に組み込んでいます。 国立衛生研究所から 250 万ドルの中小企業イノベーション研究助成金を受け、イリノイ大学アーバナシャンペーン校のウェンディ・ロジャース氏およびワシントン大学のマヤ・カクマク氏と協力して、グエン氏はストレッチが次の分野で役立つ方法の発見を支援しています。エヴァンスの日常。
グエン氏によると、介護者に頼るのは患者にとってイライラする仕事がたくさんあるという。 ヘンリーは1時間に数回、掻くことができないほどのかゆみに悩まされており、彼はそれを衰弱させると表現しています。 ヘンリーはジェーンに助けを求めるのではなく、ストレッチに掻く道具を手に取らせ、ロボットを使って自分でかゆみを掻くことができます。 これは比較的小さなことのように思えるかもしれませんが、ヘンリーにとっては非常に意味があり、家族や介護者への依存を減らしながら生活の質を向上させることができます。 「ストレッチは、ヘンリーがロボットを介して、別の順応性のある方法で日常の活動や個人的な目標を達成できるようにすることで、脳卒中前にヘンリーが行っていたことと、現在やりたいと願っていることの間のギャップを埋めることができます」とグエン氏は説明します。 「ストレッチはヘンリー自身の延長になります。」
これは移動ロボットのユニークな特性であり、障害を持つ人々にとって特に価値のあるものとなっています。ストレッチはヘンリーに世界における自分の主体性を与え、従来の作業療法をはるかに超えた可能性を開きます。 「研究者たちは非常に創造的で、私が想像もできなかったストレッチの用途をいくつか発見しました」とヘンリーは述べています。 ストレッチを通じて、ヘンリーはカードの処理をチームメイトに頼ることなく、友達とポーカーをプレイできるようになりました。 彼はレシピをプリンターに送信して取得し、キッチンで料理をしているジェーンにそれを届けることができます。 彼は、ジェーンに食事を届けたり、食器を片付けたり、洗濯物が入ったバスケットをランドリールームに運ぶのを手伝うこともできます。 このような単純なタスクがおそらく最も意味があるとジェーンは言います。 「どうすればその人に、自分が貢献していることが重要で価値があると感じてもらえるでしょうか？ストレッチがそれを活用できるのを見ました。それはとても大きなことです。」
ある日、ヘンリーはストレッチを使ってジェーンにバラを贈りました。 その前に、彼女はこう言います。「彼が私のために花を摘んでくれるたびに、私は世話人と一緒にヘンリーに感謝しています。しかし、ヘンリーがストレッチを通して私にバラを手渡してくれたとき、彼以外に感謝する人は誰もいませんでした。そして、その喜びはそのバラを私に手渡したときの彼の顔は信じられないほどでした。」
ヘンリー君はまた、ストレッチを使って 3 歳の孫娘と対話することもできました。孫娘は障害を理解できるほど年齢が高くなく、以前はヘンリー君を家具のようなものとして見ていたとジェーン氏は言います。 ストレッチを通じて、ヘンリーは孫娘とバスケットボールやボウリングの小さなゲームをすることができ、孫娘は彼を「パパ・ウィリー」と呼んでいます。 「彼女はそれがヘンリーであることを知っています。そしてロボットのおかげで、彼女はヘンリーをとてもクールな方法で一緒に遊んだり、楽しんだりできる人だと認識することができました。」とグエンさんは言います。
ストレッチを実用的なツールに変えるために最も熱心に取り組んでいるのはヘンリーです。 それは、「ロボットを限界まで追い込んで、ロボットができることをすべて確認する」ことを意味すると彼は言う。 ストレッチは物理的に多くのことを実行できますが (ヘンリーはロボット用のカスタム アクセサリを設計することでそれらの機能を拡張しました)、ユーザーにとっての最大の課題の 1 つは、ユーザーが望むことをロボットに正確に指示する正しい方法を見つけることです。すること。
ヘンリーは研究者と協力して、複数のカメラ ビューと大きなオンスクリーン ボタンを備えた、ストレッチの手動制御を容易にする独自のグラフィカル ユーザー インターフェイスを開発しました。 しかし、Stretch の部分的または完全な自律動作の可能性が、最終的にロボットを最も成功させるものとなります。 このロボットは「支援的自律性と呼ばれる、非常に特殊な種類の自律性」に依存しているとジェーン氏は説明する。 「つまり、ヘンリーはロボットを制御していますが、ロボットはヘンリーがやりたいことをやりやすくしているのです。」 たとえば、スクラッチツールを手に取るのは、ツールを掴むためにロボットを正確に正しい位置に移動させる必要があるため、手動制御では退屈で時間がかかります。 自律支援により、ヘンリーはより高いレベルの制御を得ることができるため、ヘンリーはストレッチを適切な位置に自動的に移動するように指示できます。 ストレッチには、ヘンリーが選択できる、事前に記録された動作サブルーチンのメニューが追加されました。 「一連の動作を素早く実行できるようにロボットを訓練することはできますが、それらの動作が何であるかを完全に制御することはまだできません」と彼は言います。
ヘンリー氏は、ロボットの自律支援機能を機能的かつ使いやすいレベルにまで引き上げることが現時点での最大の課題だと付け加えた。 ストレッチは家の中を自律的に移動でき、アームとグリッパーも確実に制御できます。 しかし、シンプルなインターフェース (音声制御など) を提供することや、ロボットの電源を簡単に入れられ、予期せず停止しないことを確認することについては、さらに多くの作業を行う必要があります。 結局のところ、それはまだ研究中のハードウェアです。 自律性、インターフェース、信頼性に関する課題が解決されると、「話はコストの問題に移るでしょう」とヘンリー氏は言います。
ヘンリー・エヴァンスはストレッチロボットを使ってスクランブルエッグを食べさせます。
ロボットの価格は 20 ドル、000 ですが、問題は、認知障害や身体障害を持つ人々にとって、Stretch がそのコストに見合った十分な有用性を発揮できるかどうかです。 「私たちは、Stretch をより手頃な価格にするために、今後も繰り返していくつもりです」と、Hello Robot の Charlie Kemp 氏は言います。 「私たちは誰もが使用できる家庭用ロボットを作りたいと考えています。そして、ほとんどの家庭にとって手頃な価格が要件であることを私たちは知っています。」
しかし、現在の価格であっても、Stretch が状況によっては人間の介護者の必要性を減らすことができれば、ロボット自体が元を取れるようになるでしょう。 人間によるケアは非常に高価です。全国平均では、在宅医療補助者に月額 5 ドル以上かかります。000 ですが、これは多くの人にとってはまったく手の届かないものであり、人間によるケアの必要性を 1 日あたり数時間削減できるロボットの場合は、わずか数年以内に一週間分の元が取れるでしょう。 そしてこれには、親族が与えるケアの価値が考慮されていません。 エヴァンス一家でも、介護者を雇っていますが、ヘンリーの日常の世話の多くはジェーンが担当しています。 これは家族が陥る一般的な状況であり、ストレッチが特に役立つ場面でもあります。ヘンリーのような人々が、誰かの助けだけに頼ることなく、より多くのニーズを自分自身で管理できるようにすることです。
ヘンリー・エヴァンスはカスタム グラフィカル ユーザー インターフェイスを使用してストレッチ ロボットを制御し、タオルを持ち上げます。
タオルを洗濯かごに入れて、洗濯かごを洗濯室まで牽引します。
ストレッチには依然としていくつかの重大な制限があります。 このロボットは約2キロしか持ち上げることができないため、たとえばヘンリーの体や手足を操作することはできない。 また、階段を上り下りする方法がなく、屋外に出るように設計されていないため、依然として多くの技術的介入が必要です。 そして、ジェーン・エヴァンス氏は、ストレッチ（またはストレッチのようなロボット）がどれほど有能になったとしても、彼らが人間の介護者の代わりになることは決してできないと確信しており、また、彼らにそうなってほしいとも思っていません。 「それは人から人への目の表情です」と彼女は言います。 「それはあなたから出てくる言葉であり、感情です。人間のタッチはとても重要です。その理解、その思いやり、ロボットはそれを置き換えることはできません。」
ストレッチが消費者向け製品になるまでにはまだ長い道のりがあるかもしれないが、確かに関心はあるとグエン氏は言う。 「私は麻痺のある他の人々とも話をしましたが、彼らは自立を促進し、介護者に頻繁に求める援助の量を減らすためにストレッチを望んでいます。」 おそらく私たちは、支援ロボットの有用性を、患者に対して実行できるタスクによって判断するのではなく、むしろロボットが患者やその家族や介護者にとって何を表すかによって判断すべきなのかもしれません。 ヘンリーとジェーンの経験は、能力が限られたロボットであっても、ユーザーに多大な影響を与える可能性があることを示しています。 ロボットの能力が高まるにつれて、その影響はさらに大きくなるでしょう。
「ストレッチのようなロボットが人々の家にいるのをよく見かけます」とジェーンは言います。 「問題はいつですか? それが遠い昔のこととは思えません。近づいていると思います。」 ジェーンが私たちに思い出させてくれたように、役に立つ家庭用ロボットはすぐには登場しません。「私たちは皆、いつか何らかの方法、形、形でそこに登場するでしょう。」 人間社会は急速に高齢化が進んでいます。 私たちのほとんどは、最終的には日常生活活動に何らかの援助を必要とするでしょうが、その前に友人や家族を援助することになるでしょう。 ロボットはすべての人にとってその負担を軽減する可能性を秘めています。
そしてヘンリー・エヴァンスにとって、ストレッチはすでに変化をもたらしています。 「最後に死ぬのは希望だと彼らは言います」とヘンリーは言う。 「私たちが生きている間に奇跡的な医学的進歩が実現する可能性は低いと思われる重度障害者にとって、ロボットは大きな自立への最大の希望です。」
この記事は次の Web サイトに転載されています。https://spectrum.ieee.org/stretch-assistive-robot