NPO法人電動義手の会・理事の山野井 佑介様にお話を伺いました。AIを活用した最新の電動義手にDMM.makeの3Dプリントサービスを活用いただいた事例をご紹介します。
| 山野井 佑介様 電気通信大学大学院 情報理工学研究科 特任助教、国立成育医療研究センター 小児外科系専門診療部 整形外科 研究員などを経て、現：東京理科大学 工学部 電気工学科 嘱託助教。 NPO法人 電動義手の会 理事。 |
技術的な難易度が高く市場も小さいので民間企業には手が出せない分野である。製作費用をできる限りおさえる必要があるが、試作や改善を重ねる必要がある。海外の事例では重さゆえに電動義手を使わなくなってしまう患者さんもいた。
研究室の3Dプリンターで試作を繰り返し、きれいに長く使ってもらう物はDMM.makeへ外注した。ナイロンを使い、強度と軽さが叶うAI電動義手が完成した。
患者さんに利用いただいている義手のパーツの半分は3Dプリントしたものです。大手サービスでありながら、DMM.makeの価格は他社と比べても1/4~1/5程度と圧倒的に安かったことも決め手になりました。
「日本に電動義手を広めたい」NPO法人電動義手の会
まずは「NPO法人電動義手の会」の団体概要を教えてください。
私自身も現在は大学教員をしています。学生時代から筋電義手を専門とされる横井浩史先生のもとで、電動義手について研究をしていました。
国内で認可を受けている電動義手の製造元は私たちのグループと海外メーカーの3社だけです。
だからこそ私たちが研究を続け、電動義手を広げていく意義があると考えています。
残存している手の状態は患者さんごとに大きく異なります。そのため，義手は医師の診断を受け、義肢装具士さんが患者さんの身体の大きさや動きを見ながらオーダーメイドで一つひとつ作ります。
一方で手先具やグローブなど患者さんに依らない部分に関しては、私たちや義肢装具メーカーが製造した国の認定を受けたパーツを利用して構成する仕組みになっています。
一方、私たちは本人の意思で腕や指を動かせる「電動義手」に注目しています。
まだまだできる動きは簡単なことに限られていますが、物を掴んだりキャッチボールができたりといったことができます。
どのような仕組みで動いているのですか？
その電気を皮膚に貼ったセンサーでキャッチし、「どのように動かしたいのか？」をコンピューターで推測し、動作としてアウトプットしているのです。
さらに3Dプリンターなどの技術革新もありました。これにより製作期間や製作費がおさえられ、電動義手を必要とする人が誰でも使える物になるように日々努めています。
2017年に完成、「AI電動義手」に DMM.makeの3Dプリント製品を
さらに皆様が作られている電動義手は「AI」も活用されています。これはどのようなものでしょうか？
実は「電動義手にAIを用いる」ということは30年程前から研究が続けられてきた分野でした。
2017年に発表したしたものは、AIを搭載しその人独自の身体の動かし方が学習できるものです。
AIを用いることで、その人独自の体の動かし方を学習させて、より複雑な動作ができるのです。
AIが人の動作をサポートして楽に動かせるようになったのも、患者さんにとって嬉しいポイントでしょう。
DMM.makeで作成いただいた3Dプリントはどのような物でしょうか？
3Dプリントしたのはそのうちの半分ほどで、ロボットハンドやバッテリやコンピューターのケースなど様々な部分に使われており、実際に患者さんに使っていただいています。
最終製品として実際に使っていただけているのですね！
はい、大学でも3Dプリンターは保有しているのでそこで試作をして、きれいに長く使ってもらう物はDMM.makeへお願いするようにしていましたね。
DMM.makeの3Dプリントサービスを選んでいただいた決め手はどこにあるのでしょうか？
大手サービスでありながら、御社の価格は他社と比べても1/4~1/5程度と圧倒的に安かったこともあり、選ばせていただきました。
データのチェックのフィードバックが丁寧なことや完成品もきれいで、信頼ができると感じています。
ありがとうございます！
素材はナイロン素材を選んでいただいていますね。3Dプリントをするうえで、どういった点を気にしていますか？
軽さというのは重要で、腕がない／なくなってしまった方にとって、何もなかったところに300g…つまり小型ペットボトル1本分以下の重さの義手を装着するだけでも、我々が想像を絶するほど重く感じるのです。
海外のメーカーは一部パーツに金属を使っているのですが、それが重く感じられ、患者さんが使わなくなってしまうこともあるようです。
なので、私たちは数十ｇ、数ｇ単位にこだわって軽量化を目指しています。
開発者の観点から、電動義手を作るうえで3Dプリンターを利用するメリットはどこに感じられていますか？
なので、試行錯誤が必要ですが、それを板金や削り出しでおこなうとなると非常にコストがかかります。
それが3Dプリンターであれば微修正や試行錯誤をスピーディーに繰り返せるのが良いですね。
また重さについても、金属だと重くなってしまいますが樹脂であれば軽量化が叶います。
「初めてキャッチボールができた」と涙を流す子も。もっと電動義手を知ってもらいたい！
実際に電動義手を使われた患者さんからはどのような感想をいただいているでしょうか？
これまで無くて当たり前だったこと、そしてできなくて当たり前だったことができるようになる喜びを感じていただいています。
涙を流して喜ぶ患者さんやそのご家族の姿を見て、私たちの技術が役に立っているなぁと胸が熱くなりますね。
それでは今後挑戦されたいことはありますか？
3Dプリントに関連したことでいうと、関節部分はやわらかい素材を使い骨の部分は硬い素材を使うなど、様々な素材にトライしてみたいですね。
最近の研究では手首のひねりなどもできるようにステップアップしています。
このようにして、できることをどんどん増やしていきたいです。
団体として目指していることはありますか？
必ず役に立つものだと信じて、日々研究をしていますので、ぜひ当事者の方や社会にも広く知っていただきたいと思っています。
PRも頑張ります！
3Dプリンターの使われ方だけでなく、「3Dプリント技術は人々の生活をより豊かに幸せにする」というメッセージも一層伝えていきたいと感じました。この度はありがとうございました！
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