화재나 지진, 쓰나미 등 전세계에서 대규모 재해가 빈발하고 있습니다. 사람들의 방재·재해에 대한 관심은 해마다 높아지고 있어, 다양한 방재 용품이 등장해, 또 그것을 상비하는 가정도 늘어났습니다.

지금, 이러한 상황을 받아, 기술을 방재에 활용하기 위한 대처가 주목받고 있습니다. 방재 분야에는 다양한 기술이 활용되고 있지만, 실제로 어떤 장면에서 어떤 기술이 사용되고 있는지는 별로 알려져 있지 않습니다.

방재 분야에서 요구되는 기술이란?

방재・재해 대책에 있어서 「힘든」로봇이 요구되고 있다

――방재·재해 대책에 관련되는 로봇에 요구되는 기능이나 성능이란, 구체적으로 어떠한 것입니까?

田所저는 로봇을 ‘힘든’으로 만드는 것이 중요하다고 생각합니다. 터프라는 말에는 다양한 해석이 있다고 생각합니다만, 나는 「재해하등의 엄격한 조건하에서도 성능을 발휘할 수 있는 것」이라고 하는 의미로 사용하고 있습니다.

현재 기술을 성립시키는 조건이 한정적이며 매우 좁은 범위에서만 성능을 발휘할 수 있는 로봇이 많이 존재하고 있습니다. 예를 들어, 공장 내에서 활용되고 있는 화상 인식 기능은, 조명 조건이나 부품의 두는 방법 등이 공장에 맞추어 최적화되어 있어 오판별이 0.001%도 일어나지 않도록 조정되고 있습니다. 그 기술 자체는 매우 고도의 것입니다만, 조건이 바뀌면(자) 잘 성능을 발휘할 수 없게 됩니다.

재해 현장에서 요구되는 기술은 그러한 것과는 반대입니다. 즉, 약간의 오판정이 있어도 상관없기 때문에, 온갖 조건에서 지능을 작동시킬 수 있는 로봇이 필요합니다. 기술의 제약을 가능한 한 제거하고, 어떠한 환경에서도 어느 정도의 기능을 발휘할 수 있는 것이 「터프」라고 하는 정의라고 생각합니다.

예를 들어, 잔해가 있는 환경을 조사할 필요가 있는데, 「잔해가 있기 때문에 저쪽에 갈 수 없어, 사람을 도울 수 없었습니다」라고 하는 로봇에서는 도움이 되지 않습니다. 그렇지 않고, 조사에 시간이 걸리거나, 뭔가 문제가 있거나 했다고 해도, 그것을 넘어 건너편에 도착해 조사할 수 있는 로봇을 개발해야 하는 것입니다.

――후쿠시마 원전의 내부 조사에 대해서는, 당시 존재했던 로봇의 대부분은 터프함이 부족했다고 하는 것입니까?

타소 그렇네요. 방재 분야에 있어서의 로봇 연구에서는, 간구를 넓히는 것이 중요합니다. 특정 환경에서만 능력을 발휘하는 기술도 가치있는 것이라고 생각합니다만, 그렇지 않은 것을 만들지 않으면 안됩니다.

대학 연구는 최고 성능을 요구하는 경향이 있습니다. 그 쪽이 논문도 쓰기 쉽기 때문에, 특정의 조건하만으로 매우 뛰어난 성능을 발휘하는 기술을 만드는 것에 열심히 되기 쉽습니다. 그러나 그러한 기술은 조건이 바뀌면 좋은 결과를 내기가 어렵습니다. 방재 분야는 그렇지 않고, 다양한 조건에서 움직일 수 있는 기능이 요구되고 있습니다.

현재 방재 분야에서 주목받고 있는 기술

――현재, 재해나 방재라고 하는 분야에서 주목받고 있는 기술은 어떠한 것입니까?

논처 저의 전문 분야 이외에서는 깊게 이야기하는 것은 어렵습니다만, 쓰나미의 피해 예측은 훌륭한 기술이라고 생각합니다. 쓰나미 자체가 오는 것은 피할 수 없고, 와 버리면 어쩔 수 없습니다만, 쓰나미가 오는 것이 사전에 알고 피난할 수 있으면 생명만은 살 수 있습니다.

그것은, 기상의 선상 강수대(※4)의 경우도 같습니다. 비가 내리는 것을 방지하는 것은 지금의 기술로 할 수 없습니다. 그러나 사전에 비가 내리는 것을 알고 있으면, 생명만은 살아가도록 대책을 강구해, 재산이 없어지지 않도록 어떠한 대비를 할 수 있습니다.

――수법으로서는, AI나 빅데이터등이 사용되고 있는 것일까요?

논소 미디어에서 다루는 AI란, 우리 연구자가 말하는 기계 학습입니다. 기계 학습은 AI의 한 분야입니다만, 많은 데이터를 받아들이는 것에 의해 학습이 진행되어, 점점 현명해져 가는 이미지로 문제 없다고 생각합니다. AI는 30년, 40년 전부터 다양한 연구가 되어 왔습니다만, 최근에 있어 매우 유효성·범용성이 높은 수법이 발견되었습니다. 그것이 원래가 되어, 현재의 「AI 붐」이 완성된 것입니다.

이 기술을 성공적으로 활용하는 것은 모든면에서 중요합니다. 로봇에서도 마찬가지입니다. 나는 내각부의 Impact(임팩트)라는 프로젝트(※5) 중의 터프·로보틱스·챌린지의 대표 책임자를 맡았습니다만, 거기서 개발한 로봇에도 많은 AI 기술을 활용해 있습니다.

※5 혁신적 연구개발 추진 프로그램(Impulsing PAradigm Change through disruptive Technologies=ImPACT): 장래의 산업이나 사회에 큰 변혁을 가져오고, 지금까지의 상식을 뒤집는 혁신적인 혁신을 창출하는 것을 목표로 한다. 2013년 보정 예산에 550억엔을 계상해 「독립 행정법인 과학 기술 진흥 기구법」을 일부 개정해, 과학 기술 진흥 기구(JST)에 설치된 혁신적 연구 개발 기금(설치 기한:헤세이 30년도 말)부터 경비를 지출되는 시한적 연구개발 프로그램

예를 들어, 잔해 안은 어둠으로, 당 일면 콘크리트 조각으로 가득 차 있습니다. 그 때문에, 잔해 내부의 영상을 인간이 봐도, 회색의 세계가 퍼져 있는 것만으로, 내부를 이해할 수 없습니다. 내부를 이해할 수 없다는 것은 요구조자가 남아 있어도 수색할 단서가 없다는 것입니다.

이에 반해 화상처리에 기계 학습을 잘 적용함으로써 기와 내부를 어느 정도 지침 할 수 있습니다. 「여기에 목재의 벽이 있다」 「여기는 콘크리트가 되어 있다」 「책이 떨어지고 있다」등의 정보를, 로봇이 인간에게 가르칠 수 있습니다. 단서가 있으면 구조 전문가는 인간의 남아있을 것 같은 장소를 추측 할 수 있습니다. 그러한 단서를 바탕으로, 구조대 쪽이 AI의 서포트를 받으면서, 요구조자를 찾아 가는 것도 가능합니다.

또한 음성 처리를 활용하여 잔해 속에서 매우 미세한 사람의 목소리만 선택하여 들을 수 있습니다. 주변의 다양한 노이즈를 모두 지워 특정 방향에서 들려오는 소리만을, 혹은 사람의 목소리라고 생각되는 것만을 강조하는 특수한 기술입니다. 이 기술을 사용하면 구조자가 남아있을 것 같은 방향과 구조자의 말을 알 수 있습니다. 음성 내용을 이해하는 것은 인간이지만, 이를 위해 필요한 정보를 얻을 수 있습니다.

현재의 음성인식 기술은 기와 등의 어려운 상황 하에서 정확한 인식을 할 수 있을 정도로는 자라지 않지만, 로봇이 할 수 없는 부분은 인간이 보충하면 됩니다. 즉 「인간과 기술이 콜라보 타이업 하는 것으로, 인명 구조라고 하는 중요한 미션을 완수해 나가는」 것이 지금 요구되고 있는 방향성이라고 생각합니다.

――소위 딥 러닝(※6)이라는 기술이군요. 타쇼쇼 선생님이 재해 로봇 연구를 시작한 1995년에는 딥 러닝이라는 말은 등장하지 않았다고 생각합니다. 연구를 진행하는 동안 딥 러닝이 갑자기 등장하여 갑자기 다양한 과제가 해결되어 갔습니까?

※6 딥 러닝：음성의 인식이나 화상의 특정, 식별, 예측 등, 인간이 행하는 태스크를 컴퓨터에 학습시키는 기계 학습의 방법의 일종

다소 구조 로봇의 세계는 다양한 기술을 모아 와서 그것을 시스템 통합함으로써 솔루션을 도출해 나가는 분야입니다. 그 개발 시점에서 가장 도움이 될 것 같은 기술을 시험해, 부족이 있으면 추가로 기술 개발을 행해, 로봇에 탑재해 가는 어프로치가 되는 것입니다.

종래부터 영상의 취득이나 파노라마 영상의 작성 등은 연구되어 음성을 듣고 소리의 방향을 식별할 수도 있었습니다. AI의 발전으로 다양한 기술의 정밀도가 매우 향상되어 전문가의 눈에서 보고 사용물이 되는 수준까지 성장하고 있는 상황이 되고 있습니다.

그것은 딥 러닝에만 국한되지 않습니다. 예를 들어, 10년 전의 드론은 능력이 낮고, 약간의 바람으로 불안정해져, 기체도 크게 무겁기 때문에, 현재와 같이 편리하게 사용할 수 있는 것이 아니었습니다. 그 때문에, 화산이 분화해 몇킬로 먼저 조사하러 가는 등 대규모 미션만으로 활용되고 있었습니다. 지금은 드론은 입수하기 쉽고 아마추어에서도 조작할 수 있게 되어, 방재 분야의 연구자의 대부분도 드론을 활용하고 있으며, 재해 현장이라도 모든 곳에서 사용되고 있습니다.

드론의 활용이 진행된 것은 기술의 진보뿐만 아니라 상품으로서 매우 저렴하게 구입할 수 있게 된 것도 크게 영향을 미쳤습니다. 상품이 보급된 것으로, 그것을 활용하기 위한 기술도 성숙해 왔습니다.

――실제로 사용되는 것으로, 그것을 응용하는 기술도 진보한 것이군요?

타소 그렇네요. 또, 상공으로부터 촬영한 영상을 사용한 3차원 맵도, 상당한 정밀도로 할 수 있게 되어 있습니다. 옛날부터 연구되고 있던 분야이므로, 어느 정도는 지금까지도 실현되고 있었습니다만, 지금은 작은 PC 레벨로 간편하게 행할 수 있는 상황이 되고 있습니다.

현재 건설업체의 대부분은 현장을 조사할 때 드론을 활용하고 있습니다. 방재나 재해 대책의 관점에서는, 토사 무너짐 등의 재해가 일어났을 때, 현장의 상태를 3차원 데이터로 하는 것으로 토사의 양을 알 수 있습니다. 토사의 양을 알면 토사를 운반하는 데 필요한 트럭의 수를 알 수 있으며 토사를 운반 할 수 있습니다. 요컨대, 토사의 양을 알면 공사 계획이 서 있습니다.

드론에서 데이터 수집을 할 수 있게 되어 다양한 분야에서 드론을 활용하게 되었습니다. 이에 따라 방재 기술 전체가 고도화되고 있다고 할 수 있습니다.

――데이터 수집은 철저하게 테크놀로지화되고 있어 그에 따라 다른 기술도 고도화하고 있습니다.

다소 말씀하신 대로, 드론도 로봇의 일종입니다만, 로봇과 다른 수단과의 차이는 「움직인다」라고 하는 것이라고 생각합니다. 공장이나 플랜트에 있는 계기나 카메라는 설치되어 있어 움직일 수 없기 때문에 한정된 정보 밖에 수집할 수 없습니다. 이에 반해 로봇이나 드론은 움직이면서 센서를 움직일 수 있으므로 공간적으로 조사할 수 있습니다.

예를 들면, 녹이 있는 다리의 조사에서는, 월에 1회 정도의 간격으로 드론에 의한 조사를 실시하는 것으로, 경년 변화로 녹이 어떻게 진전하고 있는지를 기록할 수 있습니다. 사람으로부터 조사하는 것보다 단시간에, 또한 위치 정보도 더한 데이터를 축적할 수 있습니다. 축적된 데이터를 바탕으로 유지보수나 공사의 판단도 가능합니다. 만약 데이터가 없으면 근거가 모호한 채 공사 등의 판단을 내리게 되어 버립니다.

드론이 축적한 데이터가 있는 것으로, 정말로 메인터넌스나 공사를 실시할지 어떨지를 판단할 수 있어 뭔가가 일어나는 징후가 있는 경우는 사전에 대책을 강구할 수도 있습니다. 가능한 한 저렴하게 하는 대책을 강구하거나 연명하거나 하는 것도 가능하게 되는 것입니다. 이러한 관점에서 로봇이나 드론은 재해 예방을 위해서도 중요한 기술이라고 할 수 있습니다.

방재의 관점에서 향후 발전이 요구되는 기술이란

향후 방재 분야에서 성장해 가는 기술이란?

――향후, 방재에 관련되는 테크놀로지에 대해, 어느 분야가 성장해 갈 것이라고 생각합니까?

다소 어느 분야가 성장해 나갈지는 아마 「어떤 재해가 잘 일어나는가」가 관련되어 온다고 생각합니다. 지금 지구 온난화에 따라 많은 문제가 일어나고 있으므로, 이 분야의 기술이 늘어나길 바란다.

다만, 지구온난화에 관한 과제에 대해 로봇이나 드론이 어떻게 할 수 있는지는 현 단계에서는 큰 문제가 있습니다. 즉, 무엇을 하면 좋을지 모르는 유효한 활용 방법이 아직 발견되지 않았다는 것이 현재 상황입니다.

나의 방재 로봇 연구는, 지진으로 도괴한 잔해 내부의 조사가 스타트 포인트가 되어 있어, 지금까지도 다양한 대처를 했습니다. 그리고 지금, 잔해 안을 조사하는 것과 같은 미션에 대해서는, 큰 혁신이 일어나려 하고 있습니다.

방재 로봇에는 다양한 기술이 사용되고 있습니다. 기와에 잠기고 움직이기 위한 운동 성능, 센싱 기술, 센서의 정보를 통합하여 무슨 일이 일어나고 있는지를 추측하는 빅데이터나 딥 러닝에 관련된 기술. 게다가, 그들을 어느 정도 자동적으로 행하기 위한 기술입니다. 모두 중요한 기술로, 그 중에서도 데이터 관계의 기술은 지금까지 일진월보에서 성장하고 있으며, 믿음직한 존재가 되고 있습니다.

방재 로봇이 안고 있는 큰 과제는 「움직임」이라고 하는 것입니다. 「가혹한 환경하에서도 돌아다닐 수 있는 기술」은 좀처럼 향상되어 오지 않았습니다. 드론은 움직인다는 기능이 비약적으로 향상되었습니다만, 기와 같은 환경에서 돌아다니는 기술이 생각하는 것처럼 잘 되지 않는 것이 지금까지의 연구에서의 과제였습니다.

그 과제에 대해, 「소프트 로보틱스」라고 하는 분야의 연구가 매우 늘어나고 있습니다. 부드러운 기계를 만드는 것으로 지금까지 할 수 없었던 것을 할 수 있게 된다는 패러다임입니다. 소프트 로봇 기술을 활용함으로써, 지금까지 어려웠던 장소나 조건에서도 로봇이 움직일 수 있게 될 가능성이 보이고 있습니다.

▼ 교수가 생각하는 「방재 로봇」의 미래

――타쇼쇼 선생님은, 소프트 로보틱스의 분야가 향후 성장해 갈 것이라고 생각하고 있습니까?

다쇼 소프트 로보틱스는 아직 등장해 곧 ‘요치요치 걷기’의 기술입니다. 그러나 10년 후에는 이 분야의 연구가 매우 흥미로운 일이 되고 있는 것이 아닐까 생각하고 있습니다. 연구원이 찬반하는 부분일지도 모르지만, 나는 소프트 로봇의 성장에 주목하고 싶습니다.

――소프트 로보틱스의 연구에는, 어떠한 쪽이 종사될 수 있습니까?

타코쇼 재해 로봇의 연구자는 물론입니다만, 소프트 로보틱스 자신의 컴퍼넌트 기술의 연구를 하고 있는 분들입니다. 현재도 다양한 소프트 로보틱스 프로젝트가 추진되고 있습니다. 예를 들어, 물체를 처리하거나 이동성에 관한 연구입니다.

종래, 로봇은 단단한 파트를 조합해 만들어지고 있었습니다만, 소프트 로보틱스에서는 구냐구냐 한 몸 전체가 자유자재로 변형하는 것으로 기능을 완수한다고 하는 것입니다. 이것은 재해 로봇에도 활용할 수 있는 특성이라고 할 수 있습니다.

예를 들어, 좁은 장소에 잠입하는 로봇은 유연한 기계로 구성하여 더 나은 성능의 것을 만들 수 있습니다. 소프트 로보틱스는 잔해 속을 조사하는 운동 성능이 요구되는 연구에서 매우 큰 힘을 발휘해 나갈 것이라고 생각합니다.

소프트 로보틱스 기술을 활용함으로써, 지금까지 로봇이 침입할 수 없었던 장소에도 넣게 된다――. 즉, 지금까지 조사할 수 없었던 장소도 비교적 쉽게 조사할 수 있게 된다는 것입니다.

방재 분야에 관심이 있는 엔지니어를 향해

――엔지니어가 방재 분야에 관여하기 위해서는 어떤 스킬이 요구될까요?

논 방재해나 재해는, 관련하는 과학이나 테크놀로지의 범위가 매우 넓은 분야입니다. 예를 들면, 공학부에서 말하면, 기계, 전기나 정보, 화학, 건축 토목 등, 온갖 곳이 모두 관계해 옵니다. 재료과학의 연구도 돌아서 방재에 크게 기여할 수 있습니다. 반대로, 그러한 것이 요구되고 있습니다.

여러분에게는, 자신들의 연구나 상품 개발이 「어떤 형태로 방재에 도움이 되는 것이 아닌가」라고 하는 것을 계속 생각해 주었으면 합니다. 많은 상품은 직접 방재에 도움이 적을 수 있습니다. 그렇지만, 그러한 시점을 가지는 분이 많이 있는 것으로, 그 중에서 솔루션이 나오는 경우도 있습니다.

방재 전용 상품의 시장은 그다지 크지 않습니다. 그 때문에, 평상시의 생활에서 사용하고 있는 상품안에, 조금만으로도 방재에 도움이 되는 기능이 포함되어 있으면, 그것이 막상이라고 할 때에 큰 힘을 발휘합니다. 예를 들어, 야외에서 사용하는 휴대용 배터리와 전기 자동차와 같은 것입니다. 방재를 위해 만들어진 상품은 아니지만, 전기의 공급 등은 대규모 재해로 큰 역할을 합니다.

즉, 일견해 방재·재해와 직접 관계가 없는 것인데도, 사용법에 따라서 방재에 도움이 될 가능성이 있는 것입니다. 여러분에게는, 그러한 것을 조금 생각해 주었으면 한다고 생각합니다. 「조금만 도움이 된다」라고 하는 것을 많이 쌓는 것은, SDGs(지속 가능한 개발 목표)나 센다이 방재 틀(※8)등의 세계적인 대처에 공헌하는 것과 이콜이 된다고 나는 생각하고 있습니다.

※7 센다이 방재 틀:2015년부터 2030년까지의 15년간을 대상으로 하는 국제적인 방재 대처 지침

――큰 연구를 하면, 아무래도 예산의 문제가 벽이 됩니다. 방재기술의 진보·개발을 추진해 나가기 위해서는, 민간의 연구기관이나 기업의 힘도 맞추어, 조금씩 성장시켜 가는 것이 중요합니다.

논소 그대로입니다. 국가로부터의 예산도 한정되어 있고, 민간기업도 투자를 회수할 전망이 되지 않는다면 좀처럼 방재 분야에 참가할 수 없습니다. 그렇지만, 그러면 「아무도 할 수 없다」라고 하게 되어, 방재 분야의 성장은 전망할 수 없게 되어 버립니다. 그러니까, 여러분에게는 「그렇지 않은 형태」로, 조금만 공헌하는 의식을 가져 주실 수 있으면 좋을까라고 생각합니다.

요약

이번, 방재 분야에서 활약하고 있는 테크놀로지에 대해서, 타쇼 쇼사키 교수에게 이야기를 들었습니다.

한신·아와지 대지진이 일어난 1995년에는, 방재와 로봇을 관련지어 연구하는 사람은 없었습니다. 다쇼 교수도 지진 재해를 거쳐, 자신의 연구와 재해와의 사이에 전혀 관계성이 없었다는 것을 깨닫고, 「어린 시절에 생각 그리던 로봇은 사람을 돕는 존재였을 것」이라는 생각으로부터 방재 로봇 연구를 시작했다고합니다.

재해 현장에서 필요한 것은 「힘든」기술이라고 타쇼 교수는 제창하고 있습니다. 터프란 단지 튼튼하다는 뜻이 아니고, 비록 재해하라는 엄격한 조건 하에서도, 그 기술을 도움으로 성능을 발휘할 수 있는 것을 가리키고 있습니다.

방재 로봇은 다양한 기술을 어떻게 조합하여 목적을 이룰 수 있는가가 포인트입니다. 그 때때로 존재하는 베스트의 요소 기술을 조합해, 부족이 있으면 새롭게 개발을 하는 것을 쌓아 가는 것입니다. 그 때문에, 언뜻 보면 방재와는 관계없는 기술이라도, 사용법에 따라서 방재 분야의 성장을 비약적으로 촉구하는 일도 있다고 합니다.

재해시에는, 직접 방재와 연결되지 않는 상품·기술이, 높은 효과를 발휘하는 일도 있습니다. 비록 직접 방재의 연구를 할 수 없어도, 「자신들의 연구나 상품 개발이, 어떠한 형태로 방재에 도움이 되는 것이 아닌가」라고 하는 것을 계속 생각하는 것. 그런 작은 의식의 쌓아가 재해시에 큰 역할을 한다고, 다쇼 교수는 제언하고 있습니다.