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Hitachi

社會創新

  • 研发
  • 机器人技术

在少子老齡化的背景下,日本社會愈發對與人類共存、能夠為人類提供支援的機械人寄予厚望。但是,這種機械人的開發目前依然存在諸多技術性課題。在這樣的形勢下,日立正在推進未來能夠實現人類與機械人共同生活的研究開發。

案例概要

  • 背景
    2004年,日立設想對服務機械人的需求,按照「人類共生」的理念,啟動了「EMIEW*」研發專案。從產業機械人的黎明期開始,日立積極致力於機械人研發工作,僅用1年的時間,就完成了搭載靈敏移動功能、與人對話所需的遠距離聲音識別與合成功能的「EMIEW」。
  • 业务开展
    2007年,為了實現「人類共生」的目標,日立又從安全性和實用性的角度出發,推進小型輕量化研發,推出了在雜音中也能分辨人類聲音,提升其與人類親和度的「EMIEW2」機械人。2016年,日立又把實際服務應用納入領域,開發出了能夠在現場穩定運行的「EMIEW3」機械人和搭載遠端腦結構的機械人IT平台。並於同年9月起,在羽田機場、車站以及商業設施等不同場所開展了驗證試驗。
  • 展望
    日立在東京都內和茨城縣常陸那珂市開設了客戶協創設施。在這裡,日立的研究人員和客戶可以使用「EMIEW3」和機械人IT平台,進行以適用於實用服務為目標的開發活動。日立也將與客戶協創,推動服務機械人發展,進一步開展社會創新事業。
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EMIEW(Excellent Mobility and Interactive Existence as Workmate)

背景

與人類共存的、為人類提供支援的「人類共生機械人」問世

2005年在愛知世博會上亮相的第一代"EMIEW"

在日本,勞動人口不斷減少的問題,讓機器人再次受到人們廣泛關注。70年代,工業機器人進入實用階段,在製造領域等許多方面有非常好的表現,而近年隨著人口減少,非製造領域的服務類行業也開始追求節省勞動力,自動化的改革方案。

日立將此作為產業機器人的新契機,開始著手研發能夠佔領先機的先進技術。人工智慧機器人以及極限作業4足機器人則是這一開發的代表。

日立認為,將來社會對於服務型機械人的需求會大大提高。以此為目標,自2004年起,日立啟動了「EMIEW」研發專案。「EMIEW」以與人類共存,為人類提供支援的「人類共生」為理念,搭載了與人類共同生活時不可或缺的靈敏移動功能和與人類對話所需的遠距離聲音識別與合成等功能。並且,通過集結集團的研發與技術能力,日立僅用1年的時間就完成了研發工作。在2005年舉辦的日本國際博覽會(愛知世界博覽會)上,「EMIEW」與人類演員的小丑在大道上為大家帶來的共同演出,令觀眾連連讚歎。

业务开展

搭載日立先進技術重視實用的"EMIEW2"

身長80cm,體重14公斤,小型輕量化"EMIEW2"

日立進一步考量安全性和實用性,開始開發"EMIEW2"。為提升實用性,決定減小體積與重量,以提高移動速度,進行小型化、輕量化的改進。另一方面,為提高其性能,讓它能在嘈雜環境中清楚辨別人聲,跨越較小的地勢差,提升與人類的親和度等,因此採用了與第一代相反的設計順序,直接開始對身體進行設計。

2007年,"EMIEW2"完成,為了讓它能夠勝任在辦公室或公共場所進行引導的任務,配置了網路攝影機以及影像資料庫,使其能夠識別並找到物體,諸如此類的先進技術應用還有很多。舉例來說,就是將嵌入機械人主體的功能,即行走控制和障礙物回避等即時系統處理以及高負荷識別與解析處理分配到後台資訊平台的遠端腦理念。基於此,能夠同時實現機械人的小型輕量化與高度智慧處理。

以自律移動技術為核心,日立已經把通過「EMIEW2」研發培育起來的尖端技術運用到了下一代業務當中。舉例來說,應用智慧化技術和運動功能相關技術,日立已經讓「自律移動」物流支援機械人「Lapi」得到了實際應用。此外,日立還展開了把人從指定場所安全移動到目的地,擁有自動接送功能的搭乘型移動支援機械人「ROPITS」的研發工作。在社會老齡化加速到來之前,「ROPITS」作為能夠為高齡者提供安全的近距離移動工具也倍受期待。

  • 設施回應自律移動物流支援機器人"Lapi"

  • 正在進行實證實驗的搭乘型移動支援機器人(ROPITS)

已經進入接待、引導等實際服務階段的EMIEW3

「EMIEW3」增加進一步升級的功能

在此基礎上,2016年,日立又對「EMIEW2」進行升級,把實際服務應用納入領域,展開了可在現場穩定運行的「EMIEW3」和機械人IT平台研發。同年9月開始,日立在羽田機場以及車站、商業設施等不同場所進行了驗證試驗。「EMIEW3」身高90cm、體重15kg,搭載6km/h的移動速度和15mm台階攀爬功能。為了避免實際服務過程中發生問題,「EMIEW3」還增加了跌倒起身的功能。

「EMIEW3」屬於主體與智慧處理資訊所在地分離的遠端腦結構型機械人。該處理功能由建立在雲上的機械人IT平台擁有。通過這一方式,在減輕機械人主體重量的同時,還能提高智慧處理功能,並可與外部系統聯動,實現功能的擴展。此外,由於多地點、多台機械人運行監控與控制可以統一進行,所以也能做到在機械人之間進行資訊共用與服務交接。

例如,在羽田機場的實證試驗中,機械人做出了引導使用者前往洗手間等場所,以及提供店鋪資訊等行為。從結果上看,機械人在雜音、高音量廣播較多的機場等地,也能切實捕捉到使用者的聲音;由「EMIEW3」發聲詢問,使用者可以毫無疑慮地接受。由此可以認為,機械人能夠應對實際服務的要求。除此以外,在溝通方面以及引導使用者時的自律行走速度等方面,也發現了應當予以改進的課題。

展望

設置與客戶協創的空間,推動服務機械人的發展

有不少企業對服務機械人感興趣,但由於不瞭解具體應用方法和優點,至今未能實際引進。鑒於此,日立在東京都內和茨城縣常陸那珂市建立了客戶協創設施。在這處客戶協創空間裡,有完善的動作驗證環境,日立的研究人員和客戶可以實際使用「EMIEW3」和機械人IT平台,展開服務機械人開發。此外,日立正在與客戶進行課題交流,通過現場驗證試驗,嘗試提出解決創意,並根據其結果對系統做出改善,在實際中加以運用。

今後,日立還將繼續致力於機械人的新型研發,通過社會創新事業解決社會課題。

公開日期:2018年3月
解決方案負責部門:日立製作所 研究開發組