+VISION

vol.6//

テレワークで進む!?
AR・VR技術たち〜職業編〜

INTRODUCTION

2016年に「プレイステーションVR」が発売となって以来、VR/AR技術は主にゲーム業界等で注目されてきましたが、現在、単にバーチャルな画像を提供するだけのVR技術は過去のものとなり、最近ではVRによって新たな「体験・経験」ができる技術が注目されてきています。また、AR(拡張現実)については、ポケモンGoのようなARアプリが大ヒットし、今後さらに現実空間を拡張する新たな表現や技法が期待されています。
VR/AR技術は、まだそれほど浸透していないと思われるかもしれませんが、上述のポケモンGoなどは多くの人が楽しんでいるAR技術であり、実は我々はこれらの技術を既にあたりまえのものとして使っています。こうした「楽しむ」ための技術という段階から、今後はVR/ARを成熟した技術として、仕事で使いこなす段階に来ているともいえます。

そこで、今回は職業体験や実際の仕事に役立つVR/ARの新技術について、その一部を解説していきます。

目次

消火訓練

VRで臨場感満点の消火訓練が可能に!

VRでリアリティあふれる消火体験シミュレーション

会社や学校、または地域の自治体などで、消火訓練を行うことは全国で広く行われています。
消防署の協力の元、室内を模したセットを組んで、実際に火災を発生させて消火器を使って火を消し止めるといった訓練に、実際に参加された方も多いのではないでしょうか。
しかし、このようなセットを組んだり、また、実際に火をつけたりすることは、大掛かりでコストがかかるばかりでなく、専門家の指導の元で行うことが前提となっている点で、訓練参加者の世代等を問わずに、誰でも手軽に消火体験ができるというものではありませんでした。
そこで、VR(仮想現実)空間に炎を発生させ、これを実際の空間の映像(実景)と組み合わせることによって、実際に手に持った消火器のホース先端から、仮想の消火剤が噴射され、仮想空間内にある炎を鎮火させるという、まったく新しい消火体験シミュレーションが可能となりました。従来、VR技術は仮想空間に没入することを主目的としていましたが、実景とVRを組み合わせることによって、現実感を損なうことなく、実際の消火活動の手順を、臨場感を持って体験することができるようになったのです。また、この消火体験に必要なものは消火器(模型でOK!)とヘッドマウントディスプレイのみなので、室内で手軽に、かつ安全に消火訓練を実施できるというわけです。これならオフィスや学校でも、効果的な消火訓練ができそうですね。

■従来の課題

従来、消火訓練シミュレータは、大がかりな設備を必要としていました。

遠隔手術

外科医の目に患者情報を投影!

外科医の目に患者情報を投影!

医療ドラマなどを見ていると、外科手術の中でも非常に細かな、人間の手では困難な施術を行うにあたって、ロボットハンドを使って外科医が遠隔で手術をすることがありますよね。
このような手術を「ロボット外科手術システム」といいますが、外科医は手術部位をはじめとした患者の状態(ステータス)を、パソコンなどの固定されたモニター画面で確認しながらロボットを操作していくことになります。
しかしながら、このような固定画面で手術をモニタリングしていると、画面上に表示されるステータスを確認するために、操作中の手術部位や手術用器具から目をそらすことが必要であり、ロボット外科手術システムでは避けられない課題となっていました。
そこで、VR技術を応用して、外科医の視線が手術部位からそれることがないよう、透明な表示部分を含む頭部装着型ディスプレイを用いた新たなVRナビゲーションシステムが開発されました。これを用いることで、外科医は手術部位をディスプレイの向こうに透かして目視し、ディスプレイに別個の情報を表示させることで、同じ視野内に情報を重ねて表示できるようにしたのです。VR技術が、外科手術の分野にまで応用されているなんて、ちょっと意外かもしれませんが、これまで解決できなかった問題をVRが解決していくのはとても興味深いですね。

■従来の課題

精密かつ正確な手術の遂行を目的に、多くのロボット外科手術システムが外科医を補助するために使用されている。

溶接訓練

AR(拡張現実)を利用した溶接技術訓練システム!?

ARを利用した溶接技術訓練システム!?

工場や造船所、建設現場において、熟練した溶接工の存在はとても重要です。
溶接工のようなエッセンシャルワーカーは、世の中に必要不可欠である反面、比較的早期に退職してしまう傾向にあり、従来のような指導員による溶接工訓練だけでは技術の習得が遅くなってしまいます。長年にわたって、このような訓練と合わせてより効率的な訓練を行う手法やツールが必要とされてきました。
そこで、遠隔指導を含む溶接訓練のためのシステムが新しく開発されました。訓練は、所定の訓練プロセス(例えば高等専門学校の溶接コースなど)に基づいて、このコースに合格すること等を目的に進められます。これらのコースは①自動音声指導、②指導員支援の音声指導、③移行形態フィードバック、④拡張現実による溶接レンダリングからなります。これらの訓練はリモートで行われ、訓練生の横に指導員が立ち会う必要はありません。最終的な拡張現実による指導においては、マイクと透過VRディスプレイが備えられた溶接ヘルメットを使用します。これにより、訓練生の透過ディスプレイにアーク溶接に必要な溶融池の形状及び位置が示されます。
最終的には、訓練演習の終了時に、溶接パフォーマンスを評価され、合格・不合格が決定されるという仕組みです。
若年人口の減少が避けられない日本社会においては、このような遠隔指導による技術習得が必須となってくるのでしょうね。

■従来の課題

本件発明は溶接工の訓練システム、および訓練方法に関するものです。

INTERVIEW

ライター

永盛


経歴
化学分析の会社に勤めた後、理科実験教室の講師として科学を教えながら、発明家としての活動を開始しました。
2016年より「発明で世界を便利に!」をテーマに、発明研究所であるNPLを開業。
これまでに特許2、実用新案1、意匠権1、商標2を取得。
現在は自己の発明品の開発・商品化を進めると共に、クラウドファンディングのサポートを行ったり、一般社団法人発明学会でセミナー講師を行ったりと、発明に関係した仕事を行っています。https://www.hatumeika.com/
趣味は「発明」!・・・・だったのですが、仕事にしてしまったので現在無趣味です。 (かろうじて釣りが趣味かもしれません)

——特許の概要 (商品説明、特許の活用方法など)をお聞かせください。

・バーチャルピンホール定規
実用新案登録。視力が悪い人が使用すると、ピンホール原理で物がくっきりと見える定規。
文具メーカー(サンスター文具株式会社様)とロイヤリティ契約を結び、商品化。

・進化するボードゲーム「サイコロン」
意匠権、商標権登録。20種類以上のゲームが遊べるボードゲーム。
自己で商品化し、現在ボードゲームカフェやネット店舗にて販売中。
サイコロン 公式ページ
・視視音支
特許取得。視覚障害者向けの簡易水位計

現在商品化に向けて進めていますが、商品化に興味がある企業様も同時に募集中! 
特許番号:6052696号

・熱伝導率調整器具
特許取得。魔法瓶のような断熱状態と熱が伝導する通常の状態をワンタッチで切り替えられる器具(容器)。
特許は取得したものの、その後進展していません。
※商品化に興味がある企業様を絶賛募集中! 
特許番号:5649544号


——アイデアのきっかけとなったエピソードをできるだけ具体的にお聞かせください。
バーチャルピンホール定規についてお話いたします。バーチャルピンホール定規は定規に孔のパターンを印刷して、疑似的にピンホールを作り出しています。
当初は定規に通常のピンホールメガネをプラスした発明品を作ろうと試行錯誤していました。
定規を模した厚紙に孔をあけて、孔の大きさや間隔、形状などを変え、どのパターンが良いかをテストしていました。しかし、無数の孔を等間隔にあけるのは、本当に大変で、根気がいる作業です。
孔をあけなくて済めば楽なのに・・・と思っていて閃いたのが「バーチャルピンホール」という考えです。
ピンホール原理自体は光の透過する範囲を狭くすれば良いので、物理的な孔をあける必要が無いことに気づきました。透明の定規に孔のパターンを印刷すれば事足りるのです。
印刷で疑似的にピンホールを作ることにより、物理的な孔をあけるよりコストが削減できます。また実際には孔があいていないので、定規としても違和感なく使用できるといったメリットもあります。

——日頃の考え方やモノゴトに取り組む姿勢など、自分のどのような部分がアイデア発案につながったと思われますか?
普段から思いついたアイデアはすぐにメモを取るようにしています。 良いアイデアを思いついても、すぐに忘れてことが多いので、メモを取って時々見直すようにしています。
外出時は勿論、ベッドの脇にもメモ帳を置いて、いつでもメモが取れるようにしています。

——アイデアの実現(開発)に関して、一番大変だったことはどんなことですか?どうやって乗り越えていったかなどエピソードもお聞かせください。
バーチャルピンホール定規についてお話いたします。
これまでの失敗経験から、「アイデアレベルで企業に発明を採用してもらうのは難しい」ことがわかっていました。
そこで、実際の製品同様のものを作成いたしました。
さらに小ロットで量産も行い、クラウドファンディングを行いました。
そうしたところ、242名の方から、339,900円もの支援を集めることができました。
https://www.makuake.com/project/virtual-pinhole-jougi/ さらにその結果、文具メーカー様の方から「発明品を採用したい」といったお話をいただくことができました。
アイデアレベルではなく、「実際に製造が可能であること」を示し、「クラウドファンディングで需要を確認したこと」が良かったのではないかと考えています。

——新しいモノゴトを生みだすためのアドバイスをするとしたら、一番大切なことはどのようなことだと伝えますか?
特許が取れる取れないも重要ですが、「世の中に製品として出すことができるか」「需要があるか」といった点も大切だと考え、意識して発明を行っています。
良いアイデアだとしても、製造が難しかったり、コストがかかったり、他の安価なもので代用できるといったことであれば、せっかく大金を費やして特許を取得しても、製品として世の中に出すことは難しいでしょう。
また、特許が切れてから爆発的にヒットしたハンドスピナーや、自動車のエアバッグを発明した方が困窮の末に自殺した話は有名です。
どんなに優れた発明でも、今現在(または近い未来)において需要がないと、開発費がかさむだけで終わってしまいます。
因みに、最初に特許を取得した「熱伝導率調整器具」はその典型的な例で、数十万円の費用をかけて特許を取得したものの、自分では魔法瓶のような真空層のある断熱容器を作る事が出来ないため、その後進展せずに停止しております。
(※製品化に興味がある企業様を絶賛募集中! 特許番号:5649544号)

——企画のスタートから特許取得に至るまで、どれくらいの期間がかかると想定されていましたか?また、実際にはどれくらいの期間が必要でしたか?
申請までは思いついてから、半年~1年ぐらいで行うことが多いです。
(特許取得までは戦略によると思います。出願してすぐに審査請求するかどうかや、早期審査制度を利用するかによって異なるかと思います)

——特許取得に至るまで、どれくらいのコスト(開発・特許申請の金銭面、労力面)が必要でしたか?
特許については弁理士の先生にお願いしているので、1件につき数十万円の費用が掛かっています。ただ後述しますが、視視音支については、日本弁理士会が行っている「特許出願等援助申請」を利用したため、ほとんど費用はかかっていません。
実用新案や意匠、商標は自分で出願しているので、特許庁に払う費用のみです。(数万円~十数万円程度)


——特許取得に関して、一番大変だったことはどんなことですか?どうやって乗り越えていったかなどエピソードもお聞かせください。
特許に関して言えば、弁理士の先生にお願いしたため、特に大変な部分はありませんでした。
図や試作を見せ、こちらの意図が伝わるように工夫しました。強いて大変なことを上げるとすると、「弁理士の先生にお願いするとお金がかかること」です。
これについては後述したような「特許出願等援助申請」を利用したり、「減免措置」を申請したりして、少しでも安くなるように頑張りました。
また、実用新案権や意匠権といった他の知的財産権は自分で申請を行っています。
こちらは先行事例を調べるのに苦労しました。特許庁のデータベースだけでなく、インターネットを用いて類似のものが無いか幅広く調べています。

——特許取得による結果(金銭面、活用面)をお聞かせください。
特許権や他の知的財産権を取得することにより、企業に自信をもって売り込むことができるようになります。
また、自分で商品化する場合も「特許取得済み」のような形でアピールできる点は良いと思います。

——その他、今回の特許をめぐるウラ話など、お聞かせください。
視視音支の特許を取得した際、日本弁理士会が行っている「特許出願等援助申請」に採用され、弁理士費用のうち30万円を援助していただきました。
現在は以前と比べ援助金額が引き下げられてしまったようですが、他にも国や各種団体が実施している助成金や支援制度等あると思いますので、出願前に使える制度がないか調べてみるのも良いと思います。

——今回の特許の未来への展開・発展、もしくは、新たな企画の方向性など、これからの活動について、公開できる範囲でお聞かせください。
進化するボードゲーム「サイコロン」については、現在ネットショップや複数の店舗において販売いただいていますが、今後も販売場所を増やしていきたいと考えています。
また、「視視音支」や「熱伝導率調整器具」についても商品化を進めていこうと考えております。こちらについては他の企業様と共同で開発することや、権利の売却も考えておりますので、ご興味ある方がいらっしゃいましたらご連絡いただければと思います。
さらに今後、新たな発明についても進めていこうと考えています。こちらはまだ権利化の申請を行っていないため秘密ですが・・・・今後にご期待ください!!

取材協力:一般社団法人 発明学会 https://www.hatsumei.or.jp/