ロボティクス
ソニー、最新の顕微外科デモでロボティクスを活用した外科的精度を披露
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最近、ソニーは顕微外科を支援するよう設計されたロボットのプロトタイプを公開しました。まだ開発段階にありますが、これは精密手術を革命的に変える可能性を持つ大きな成果です。
このロボットは、数週間前に開催された2024年IEEE（米国電気電子学会）国際ロボティクス・オートメーション会議で初めて公開されました。
その後、同ロボットの動画がYouTubeに公開されました。Sony Groupがアップロードした「Microsurgery Assistance Robot Stitching a Corn Kernel」というタイトルの動画は、極細針でトウモロコシの粒子を縫合する際のロボットプロトタイプの精度を示しました。この画期的なロボットは、すでに動物手術でのテストに成功しています。
ソニーによれば、この新たな開発は、先進的な手術を施術者と患者の双方にとってより利用しやすくするという同社の取り組みから生まれたものです。このイニシアチブは、外科支援ロボット技術の研究開発における重要な進歩を示しています。
顕微外科は、しばしば1ミリメートル未満の極小領域で作業することを伴います。このような手術は高度な技術を要し、顕微鏡を通して行われ、通常は限られた数の医師や施設でしか実施できません。
顕微外科支援ロボットは遠隔操作で、血管、神経、組織などの極めて小さく繊細な部位の手術を外科医を支援します。これにより、外科医は人間の手だけで可能なサイズの10分の1までのスケールで作業を行うことができます。
トウモロコシの粒子手術の動画では、外科医が小さな粒子を切開し、遠隔でロボットアームを制御する装置上のペンを使って慎重に元に戻す様子が示されています。
ソニーのロボットシステムは、外科医が操作するテーブルトップコンソールと、患者に対して手術を行うロボットで構成されています。プロトタイプロボットは、人間の指の繊細な動きを再現する小型で軽量、かつ高感度なコントロールデバイスを備えています。ロボットはコンソール上で外科医の手が行うすべての動きを再現します。
さらに、ロボットが10秒未満でツールを自動的に切り替えることができるミニチュアの自動器具交換機構も搭載されています。シンプルな指示だけで切り替えが可能です。この機能により、より安定かつ迅速な交換が実現し、手術中の遅延や中断が減少します。また、外科医が高度な運動・指の協調スキルを必要としなくなります。
ロボットは、ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社が開発した1.3型4K OLEDマイクロディスプレイを搭載しています。これらのディスプレイは対象領域の高精細（HD）画像を提供し、操作員が外科器具の動きを細かく監視できるようにします。4K品質の3Dカメラは、画像をリアルタイムで外科医のテーブルに装着されたVRヘッドセットへ送信します。
顕微外科では、極細血管への針の挿入といった極めて精密な動きや、糸を引くといった比較的大きな動きが求められます。そのため、ソニーは顕微外科支援ロボットを、極小の動きを簡略化すると同時に、外科医がアプローチを変えることなく大きな動きを支援できるよう設計しました。
このように、モーションスケーリング技術と指先で操作できるコントロールデバイス（従来の外科器具に似たもの）を組み合わせることで、ソニーはロボットに安定した姿勢で極めて精密な手術を実行させることが可能になりました。
滑らかで衝撃のない動きを実現するため、同社はロボットアームに低摩擦ジョイントを採用しました。「人間の肩や肘に相当する関節から、器具先端の極小手首関節まで」そして、ロボットの動作応答性は、低遅延に重点を置いた電気制御システムと軽量化を重視した機械システムにより向上しています。
医療分野で医師を支援するロボットはすでに存在していますが、完全に自律した状態には至っていません。これらのロボットは現在、外科医の手の動きを減らし、視界を拡大することを支援しています。しかし、手術における新たな可能性を確実に切り開いています。
日本拠点のソニーによれば、同社は労働力が減少しつつある高齢化社会が直面する課題を克服するために、このプロトタイプを作成したといいます。これにより医療従事者の負担が増大しています。
“高度な技能が求められる外科分野において、精密操作を支援する外科ロボットの使用は外科医の負担を軽減し、先進医療サービスの普及を促進すると期待されています。”
– ソニー
ソニーの顕微外科支援ロボットの潜在的な応用
ソニーのロボットプロトタイプは、日本の愛知医科大学の外科医によってテストされました。2月に、彼らはこのプロトタイプを用いて動物の血管を接続し、外科支援ロボットを用いたスーパー顕微外科における血管吻合の世界初の成功例となりました。
この研究では、ロボットが初心者の顕微外科医の技術向上にどの程度寄与できるかを評価し、愛知医科大学解剖学部の内藤宗和教授は、プロトタイプは「未熟な医師の動きを卓越したコントロールで制御できる」と述べました。これにより、ソニーの外科支援ロボット技術は熟練した専門家と同等の熟練度で複雑かつ繊細な作業を実行できます。彼は付け加えました：
“外科支援ロボット技術が、人間の医師の能力拡大により先進的な医療実践が可能になる未来をもたらすことを期待しています。”
しかし、このロボットはまだ販売されていません。ソニーは、ロボットを用いて顕微外科の有効性と精度を向上させることを期待しています。そのコンパクトな設計とコントロールコンソールにより、災害現場を含む様々な環境での使用が可能です。顕微外科支援ロボットは、世界的に医療システムが直面している人手不足の時期にも価値を発揮する可能性があります。
ソニーのプレスリリースによれば、原久子博士と三原誠博士がロボットをテストしており、プロトタイプに非常に感銘を受けていると述べています。彼らは、ロボットが自らの動きと自然かつ調和して動作することを指摘しています。
同社は今後、医療機関や大学医学部と協力し、技術のさらなる洗練と有効性の検証を進める計画です。
ご覧のとおり、ソニーはロボティクスに注力しています。ゲーム、音楽、映画、電子製品、イメージングソリューション、金融など多岐にわたる事業を展開するグローバル企業は、ロボティクスの探求にも熱心です。
ソニーのロボティクス関連のR&D活動は、人間と協働するロボットの創出に焦点を当てています。この分野で、同社は認識処理と行動計画を支援するフレームワークの開発や、先進的なインテリジェント処理のアーキテクチャを仮説化しています。
ロボットの全身協調動作を制御するため、同社は独自の汎用逆動力学（GID）手法を活用しています。この手法により、身体の任意の部位が多様な動きをし、必要に応じてコンプライアンスを変更できるようになります。
ソニーのロボティクス取り組みは、力制御アクチュエータも含みます。仮想化アクチュエータ（VA）は、同社の特許技術で算出された関節力を利用し、最先端の安定性を提供します。また、マルチコンタクト安定制御により、足場が不均一でも脚型ロボットが安定して歩行できるようにしています。
この巨人がさまざまな分野で進展を遂げているにもかかわらず、同社の株価は年初来で15.21％下落しています。現在、ソニーグループの株式（SONY: NYSE）は80.29ドルで取引されており、時価総額は1002.5億ドルです。CNBCのデータによると、ソニーのEPS（TTM）は5.20、P/E（TTM）は15.45、ROE（TTM）は13.68です。一方、配当利回りは0.69％です。
SONY 価格チャート
同社の財務に関しては、2024年3月期の3か月間で、売上高が前年同期比13％増の3.481兆円（220億ドル超）となりました。一方、純利益は前年同期比34％増の1890億円（約12.1億ドル）に跳ね上がりました。
特にソニーのゲーム事業は好調で、営業利益は1059.8億円に倍増以上となりました。同社は会計年度にPS5を2080万台販売したと報告しています。ゲーム部門と同様に、ソニーの映画事業も営業利益が306.7億円にほぼ倍増しました。実際、ソニー・ピクチャーズ・エンタテインメントは、パラマウント・スタジオの資産取得の可能性に備えて、同社の財務諸表を閲覧するための機密保持契約（NDA）を締結しています。
このように、長い歴史と多くの成功を持つソニーは、顕微外科支援ロボットで医療ロボティクス分野に参入しました。外科ロボティクス市場は成長しており、2027年までに184億ドルに達すると予測されており、ソニーにとって大きな機会となります。
しかし、ヘルスケアだけが同社の対象ではなく、物流、建設、エンターテインメント、小売なども探索しています。ロボットがますます将来の鍵と見なされ、最新技術により高度かつ多機能になっていることから、これは理にかなっています。
ロボティクスに関する最近の進展
ロボティクス産業は指数関数的に成長しており、ロボットが徐々に私たちの日常生活の一部となっています。世界の一部地域ではすでにその兆候が見られます。
韓国のテクノロジー企業Naver本社では、約100台の新人サービスロボットがコーヒーや荷物を配達しています。一方、中国は軍事用途で機関銃を装備したロボット犬を使用しています。オーストラリアでは、政府がロボティクスとオートメーションのエコシステムを拡大するために国家ロボティクス戦略を発表しました。
年々ロボットは高度化し、人工知能（AI）がこの工学・コンピュータサイエンス分野の進展を支援しています。この分野はロボットの構想、設計、製造、運用を含みます。
ロボティクスの進歩に関して、ソニー自体も大きく前進しています。今年、同社は完全自律型ロボットLEV-2を用いて月面にSLIMを捕獲しました。LEV-2は世界最小・最軽量の月面探査ロボットとされ、月面に放出され、自律的にSLIMを探し出し、写真を撮影して地球に送信しました。
しかし、ロボティクス分野ではさらに多くのエキサイティングな取り組みが進んでいます。マルチタスクロボットがファーストフード店での利用向けに開発されています。例えば、Momentum Machinesは10秒でハンバーガーを調理できるロボットを作りました。一方、Universal RobotsのUR3などのロボットは自らの部品を組み立て、塗装、接着、はんだ付けなど多様な作業を行うことができます。
同時に、ロボットが人間の反復作業や重い荷物の持ち上げ、危険環境での作業を支援する傾向が顕著です。航空宇宙、物流、自動車産業などの分野で、モバイルマニピュレータの導入が増加しています。これらのロボットはカメラ、センサー、マニピュレータアームを装備し、物体の操作、検査、複雑な環境のナビゲーションが可能です。
GoogleやAmazon (AMZN ) といったテック大手もロボティクスに大規模に関与しています。Googleは、ユーザーがクラウドベースのシステムからダウンロードできる複数の人格を持つ作業ロボットの製造を計画しており、最近この技術の特許を取得しました。同社はすでに53台のAutoRTロボットをオフィスビルに導入し、数万回に及ぶ試験を実施しています。これらのロボットの一部は人間オペレーターが遠隔操作し、他はGoogleのRT-2 AI学習モデルまたはスクリプトを用いて自律的に動作しています。
今年、GoogleのDeepMindロボティクスチームは、ロボットがより良く、より速く、より安全に意思決定できるようにする新たな進展を発表しました。これには「Robot Constitution（ロボット憲章）」「SARA-RTというニューラルネットワークアーキテクチャ」およびロボットが特定の物理タスクをより良く実行できるようにするRT-Trajectoryが含まれます。
一方、Amazonは自社のオペレーション施設でロボットを導入しています。今月初め、Amazonの倉庫に人型の5フィート9インチ（約175cm）のロボット「Digit」が導入されました。現在テスト段階にあり、Digitは単純な作業、すなわち空の黄色い箱を拾い上げ、数フィート離れたコンベアへ運ぶという作業に専念し、一日中繰り返し行っています。
Digitのようなヒューマノイドロボットは投資ブームを迎えており、PitchBookのデータによれば、この新興分野のスタートアップは過去5年間で最大16億ドルのベンチャーキャピタルを集めています。
科学者は自然からヒントを得て、より高度なロボットの開発に取り組んでいます。前回の記事でも述べたように、科学者はホイールギグカブトムシの能力を研究しています。タコはその吸盤の研究が行われており、環境に対してより高感度かつ正確に反応できる柔軟なロボットの創造に利用されています。
サンショウウオの動きはPleurobotの開発にインスピレーションを与え、ヘビの動きはSnakebotに再現されています。さらに、Boston DynamicsのSpotは頭のない黄色い犬のような外観で、工場や建設現場、危険環境の検査を目的としています。このロボットは24時間稼働でき、介入なしで自律的に充電し、新たな障害物に対して動的に再計画します。
イノベーションはそこに止まらず、ロボットは致死性疾患と戦い、伴侶を提供し、治療支援を行うよう設計されています。デジタルツインは物理システムの性能を最適化するために仮想レプリカを作成するのに使用され、AI駆動の無人航空機（UAV）は独立してタスクを完了しています。
結論的考察
ご覧のとおり、ロボティクス産業はAI、機械学習、ビジョン技術、センサーなどの最先端技術の進歩により急速に成長しています。これらはロボットの能力を大幅に向上させました。ロボティクス市場は2028年までに450億ドルに成長すると予測されています。
この技術の進歩はロボットへの投資と開発を促進し、過去数年間で急速に成長させました。ロボットは生産性と精度を向上させ、コストとリスクを削減し、一貫性、柔軟性、精密さを提供します。これらの特性により、製造、医療、農業、物流、小売、建設、鉱業、化学、自動車、電子、防衛、ホスピタリティなど多様な産業でロボットは不可欠となっています。
その結果、企業や政府は人間の能力を前例のない形で拡張するために、ロボティクス分野の推進に積極的に取り組んでいます。
