ニューノーマル時代のロボット活躍社会を支えるIoT無線利活用技術

ポイント

■ Wi-SUNとBLE等を活用して非接触でロボットがエレベーター移動できる仕組みを実現

■ エレベーター制御システムの改修不要、既設エレベーターに簡単・迅速・低コストに導入可能

■ 人とロボットが共存する構内や屋外空間の押しボタンを、非接触操作可能とする応用が期待

 

 国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT、理事長: 徳田 英幸)ソーシャルICTシステム研究室は、免許不要IoT無線通信規格Wi-SUNと近距離無線通信技術BLE等を組み合わせて活用することで、自律移動型ロボットやスマートフォンを携帯した人が、非接触で簡単にエレベーターを自ら呼び出し、搭乗、行き先フロアを指定して、異なるフロア間を移動できる、エレベーター移動支援システムを開発しました。既設エレベーターの制御システムに改修を行うことなく、エレベーター内外の呼出しボタン又は行き先指定ボタンに小型のIoTボタン押下デバイスを設置するだけの簡単・迅速・低コストな仕組みで実現しました。

 なお、本成果について、10月20日(火)からオンライン開催される「CEATEC 2020 ONLINE」で展示します。

 

背景

 ニューノーマル時代の駅構内、オフィス、病院やホテルでは、様々な業種のロボット(警備・清掃・案内ロボットのほか、消毒作業ロボット、非接触でモノの運搬や飲料等の自動販売を行うロボット等)が広く活躍することが期待されます。このような構内や建造物内で、より広範にロボットが各種サービスを展開するためには、フロア間の移動が欠かせません。しかし、従来の方法では、管理センターからの集中管理制御による停止・行き先指定・扉の開閉等が可能なエレベーターを備えることを必須としており、移動しようとするロボットは、管理センターと携帯電話回線等を使って通信し、現在地と行き先等を指定することで、エレベーターの遠隔制御を依頼する必要がありました。したがって、ロボットによるエレベーター利用時間中は、エレベーターが管理センターによる集中管理制御下となり、同一エレベーターを人と共用することが困難といった不便がありました。

 

今回の成果

 上述したような背景と課題の下、NICTソーシャルICTシステム研究室は、IoT無線通信規格Wi-SUNと近距離無線通信技術BLE等を組み合わせて用いることで、自律移動型ロボットをフロア移動に必要なエレベーター前まで誘導し、非接触でエレベーターの呼出しと行き先フロアの指定を可能とするエレベーター移動支援システムを開発し、NICT構内における実証実験に成功しました。今後、株式会社JR東日本商事(代表取締役社長: 井上 晋一)及びアンドロボティクス株式会社(代表取締役: 田村 幸広)と共同で、構内や屋外での実証実験を実施する予定です。

 

自律移動型デリバリーロボットを用いたエレベーター移動支援システム実証実験の概要

 

 上記実証実験では、今回新たに開発したBLE通信機能を備えるIoTボタン押下デバイス(WiWi-Finger)を、ロボットがフロア間移動で用いるエレベーターの内外ボタンに取り付けています。フロア移動を行おうとする自律移動型ロボットもBLE通信機能を備えており、上記WiWi-Fingerと通信可能なエリア(周辺数メートル内)に移動できた場合には、BLEを用いた近距離無線通信によって、エレベーターボタンの操作が非接触で可能となる仕組みとしています。

 また、自律移動型ロボットにはWi-SUNを活用した通信機能も搭載されており、比較的遠方(~数百メートル)からの移動制御やリクエスト情報の受付が可能となっています。この仕組みを使って、エレベーター操作が可能となる上記WiWi-Fingerとの通信可能エリアを知ることができます。

 なお、実証実験では、NICTが別途開発したNFCとWi-SUNを統合的に活用する小型のIoTメッセージ通知デバイス(WiWi-Assistant)を使って、遠方に待機中の自律移動型ロボットを呼び出す方法で実験を行いました。具体的には、サービスロボットによる飲料等の非接触デリバリーサービスを想定し、NFCリーダー機能を備えるWiWi-Assistantを、別途用意したNFCタグにかざして、搬送依頼を行う商品情報と搬送先の位置情報等を読み取ります。WiWi-Assistantが備える「発信ボタン」を押下することで、この情報がWi-SUNを用いて広く周辺に発信され、周辺に待機するロボットに依頼内容が通知される仕組みになっており、利用者にとって直感的操作性と汎用性の高い方法で実現しました。

 

 今回開発したエレベーター移動支援システムは、以下のような特徴があります。

・既設エレベーターの制御システムに改修を行う必要がなく、小型のIoTボタン押下デバイス(WiWi-Finger)をエレベーターの内外ボタン部分に設置するだけで、自律移動型ロボットによるフロアをまたいだ移動が可能となります

・WiWi-Fingerは、BLE通信機能によって、同通信機能を有する自律移動型ロボットや、一般的なスマートフォン等を携帯した人による、非接触でのエレベーターの呼出し、行き先フロアの指定を可能にします

・さらに、IoT向け無線通信規格Wi-SUNを用いた通信機能をWiWi-Fingerに搭載することで、同一フロアの自律移動型ロボットやWi-SUN機能付きスマートフォンを携帯した人等に、エレベーターの位置を知らせてスムーズに誘導することができます

・単価数十円のNFC(近距離無線通信)タグからの情報読み取りとWi-SUN(省電力IoT無線通信規格の一つ)の組み合わせで、直感的操作性と汎用性の高い、ロボットの呼出し・誘導制御を実現しています

・エレベーターをロボット専用に切り換えるなどのセンター制御を必要とせず、人とロボットがエレベーターを共用できるため、一般利用者にも不便を感じさせない仕組みです

 

実証実験の様子(動画)を公開中

IoT無線×ロボット技術によるフロア移動

https://youtu.be/xqUT7ToMGhA

今後の展望

 今回開発したエレベーター移動支援システムは、一般的なスマートフォンにも搭載されているBLEを用いるIoT通信デバイスを、構内移動ロボットやエレベーターのボタン部分に設置することで実現しています。したがって、新型コロナウイルス接触確認アプリと同等の原理で、陽性者との接触を検知・記録し、さらに、周辺の離れたデバイス等にWi-SUNで伝達することも可能となり、病院内等での応用としても期待されます。なお、構内のみならず、屋外空間においても、例えば、非接触で押しボタン信号を操作するなどの応用が期待されます。

 今後、協力機関であるJR東日本商事のほか、アンドロボティクス社等のロボット事業者と連携した構内・屋外での利活用実証実験を展開し、人とロボットが共存・協調する未来の移動手段とIoT技術の利活用方法に関わる実証実験を推進する予定です。