南泽 孝太
庆应义塾大学研究生院媒体设计研究科 教授
2020年加入“登月”型研究开发计划，目标1项目负责人
分身机器人（Robot Avatar）能让人获得“另一个身体”，使人从肉体和空间的限制中解放出来，从而更加自由。庆应义塾大学研究生院媒体设计研究科的南泽孝太教授领导的研究开发项目，目标是“到2050年实现让人类从身体、大脑、空间和时间的制约中解放出来的社会”。本文针对分身机器人的意义、借助化身活动的技术及其成果和意义、以及对未来的展望等采访了南泽教授。
远程操控分身机器人
实现雇佣外出困难者的咖啡馆
2021年，东京日本桥一家名为“分身机器人咖啡DAWN ver.β”的咖啡馆开业。这是一个实验性咖啡馆，员工是因各种原因外出困难的人，他们通过远程操作分身机器人“OriHime（织女）”来提供服务。其中包括因残疾而长期卧床无法获得工作机会的人、病中休养的人、因照顾家人而不得不辞去工作的人、以及老年人等。此举让他们能够在家中远程工作，实现了一种前所未有的工作方式，引起了社会的关注（图1）。
图１“分身机器人咖啡DAWN ver.β”及机器人OriHime
操作OriHime的人中有很多是上肢或下肢障碍者。通过在家或在医院操控OriHime作为他们的“另一个身体”提供服务，包括与顾客对话、配餐等。此举除了为这类人群提供就业机会外，还有助于帮助他们实现自我价值和精神幸福。
这家分身机器人咖啡馆是JST（日本科学技术振兴机构）“登月”型研究开发计划的实验场所之一。作为国家的大型研究计划，其目的是创造日本领先的破坏性创新，推动基于更大胆的想法的具有挑战性的研究开发，而非提升传统技术。针对未来特别重要的领域，如健康、环境、人工智能、气象控制、量子计算等，“登月”型研究开发计划提出了9个富有挑战性的目标，并推动相应的研究开发。
该计划的目标1，即“到2050年实现人类能从身体、大脑、空间、时间的制约中解放出来的社会”这一项目中，正在推进“创造身体共创机器人分身技术与社会基础设施开发”项目，而分身机器人咖啡馆就是进行该项目实证实验的场所。负责该项目的庆应义塾大学研究生院媒体设计研究科的南泽孝太教授表示：“在技术与人的连接已实现网络化的现代社会，这是一个展示新可能性的成果之一。”
南泽教授学生时代的研究室为虚拟现实（VR）研究室，出于想让用户真实地感受通过计算机生成的体验的想法，他开始了触觉技术的研究。当实现了传递触觉的系统时，他认为“需要有人制作触觉信息”，于是启动了设计触觉的普及活动，即“触觉技术与设计”。之后他逐渐将研究对象从指尖扩大到了全身，目前正在致力于研究如何通过人类身体获得和积累的各种经验与数字技术相结合并加以扩展。
如果能够将经验数字化并加以保存，就可以通过装置将经验传达给其他人，实现共享。南泽教授表示：“通过这种方式，或许能够挑战目前自己的身体难以完成的事。我的目标是将通过身体获得的经验与技术相结合，让人们能够做到以前无法做到的事情。” 在这样的世界中，可以通过远程操作共享感觉的分身机器人，以及作为在虚拟世界中自己的分身存在的3D影像化身等，这些通过机械工程、通信和信息传递技术实现的“另一个身体”或“新的身体”，就是“机器人分身”（Cybernetic Avatar，CA）。
希望充分利用人的技能和经验
分6个小组开发机器人分身技术
南泽教授在启动项目时提出了一个问题，那就是当机器人分身走进人类的日常生活中，进入一个不再以人体存在而是“电子生物”的世界时，人类的感知和生活将会如何变化？能够解决哪些社会问题？他从中发现了一个使命，那就是帮助由于各种原因导致外出或移动困难的人克服制约。
在近年的案例中，类似的制约还有新冠病毒大流行使得外出和与他人互动变得困难。通过“另一个身体”突破这些制约成为一个重要课题。此外，通过“另一个身体”，可以组合多人的经验和技能，还可以分享其技能，为这样的经验知识、身体知识和技能构筑数字平台也是该项目的另一个使命。为了实现上述使命，该项目设定了6个主题，并按照这些主题设置了6个研究小组，分别是：①认知拓展研究组；②经验共享研究组，③技能融合研究组，④机器人分身基础研究组，⑤社会共创研究组，⑥社会系统研究组。这6个研究小组形成了一个整体，共同致力于开发能够最大程度发挥个人能力，共享和利用多样人群的丰富技能和经验的机器人分身技术。
图2 项目的构成
拓展“自我”意识
实现经验和技能的共享与整合
第① 组，认知拓展研究组研究的是当人类获得另一个身体时意识的变化，即身体性和社会性的“认知扩展”。我们知道，在虚拟现实（VR）和元宇宙中，使用动漫风格的可爱化身，言行会变得更加可爱。南泽教授认为，通过积极利用这种现象，可以呈现更社交化的自己，展现适应情境的形象，他表示：“通过适当设计化身，也许可以把自己原本就有但无法巧妙表达的能力发挥出来。”
第② 组，经验共享研究组负责“经验拓展”和“经验共享”。如果人的感觉和经验能够在数字网络上流通，通过将个体的经验复制到多个分身并将其连接，个体就能够同时存在于多个场所，并开展不同的行动。除了这种“并行化分身技术”之外，还进行将每个分身各自的经验集成为一个人自己的经验的研究，也就是将存在扩展到跨时间和跨空间的而研究（图3）。
图3 通过并行化分身打乒乓球的“Parallel Ping-Pong”
用户同时连接到两个机器人分身，通过头戴显示器观看根据比赛情况等对两个分身机械臂视角的影像进行分割和合成后的影像。这样，用户就能同时和两个对手打乒乓球。通过整合AI控制和用户自身的动作，实现了在保持用户主体性的同时控制两个身体。
第③ 组，技能融合研究组进行的是将多个人的技能组合到一起的“技能共享”和“技能融合”的研究。目前已开发出了两个人同时操作一个机器人协作完成任务的系统。使用该系统，两个人一起堆积木，由于每个人都可以发挥自己擅长的操作，互相弥补不足，因此比单独一个人操作更容易完成任务（图4）。通过开发能够实际体验的系统，研究人员自己也能够切身感受到机器人分身的意义和效果。南泽教授介绍说：“基于这种理解，我们目前还在与脑科学和认知科学的研究者一起开展基础研究，以解读发生的现象。”
图4 技能融合机器人分身平台“Collaborative Avatar”
通过将两个操作者的动作以一定比例融合，可以实现两人共享一个身体性。有望用于农业等领域熟练者向初学者传授技能、不同场所的人同时操作、激发不同技能的人之间进行共同创作等。
还要重视伦理、法律、和社会性课题
考虑需要保护的权利和责任
南泽教授所在的第④组——机器人分身基础研究组，以推进基础构建研究，包括通过整合各组技术开发的“触觉外套”共享身体感觉等，目的是在各种人和各种机器人分身之间双向传输身体感觉（图5）。过去的经验一直是与自己的身体紧密相连，但由于新冠大流行加速了在线化的进程，许多人认识到即使自己的身体不在场，也可以做一些工作。南泽教授表示：“我们认为，通过扩展这一概念，即使自己的身体不在场也可以积累经验，因此即使是外出困难者，也可以使用分身与社会建立联系。”
图5 使用“触觉外套”共享身体感觉
开发了能传输全身的身体感觉的触觉外套“Synesthesia Wear”（左图），可以体验舞蹈等运动。还与日本科学未来馆合作，开发了面向特殊学校的儿童的触觉共享外套“FureKit”（右图）。在传染病大流行、远程等直接接触困难的环境下也能进行交流。
这项研究的社会实证场所就是上面提到的分身机器人咖啡馆。第⑤组，社会共创研究组通过在咖啡馆进行的实证实验，探索更多样更包容的机器人分身社会的共创性设计。研究中发现，在操作者中形成了“作为分身工作的自己”的人格，即使引入并行化分身技术，也很快就能够熟练地使用多个分身。此外，当A、B两个人通过一个分身共同工作时，通过协调产生了新的个性C。南泽教授表示：“我们也在进行有关个性融合的数理分析。”
此外，研究人员发现操作者有“理想的自我”形象，因此进行了一个实验，在虚拟世界中让每个人按照自己希望的形象工作。有些人选择改变性别，有些人选择非人类的形象，但他们表现得比通过OriHime工作时更加自由和放松。南泽教授总结说：“机器人分身的作用可能包括两个阶段，一个是消除身体限制的阶段，一个是发挥潜在个性的阶段。这个实验结果可能成为未来赛博朋克时代开创的一个先例。”
注重伦理、法律和社会性课题也是该项目的特点之一。通过机器人分身利用其他人的技能，或者多人在一个机器人上协同工作时，将会产生各种制度和伦理方面的问题。例如通过远程操作机器人分身从海外入境日本，虽然按本人的身体并未入境，但通过分身也可能实施犯罪行为。在这种情况下，日本是否有权审判？再比如机器人分身入境海关是否算作入境呢？这些问题都需要仔细考虑。
如果新技术带来的好处与社会法律和劳工制度相抵触，那么它将很难成为一个与人和社会和谐相处的社会基础设施。为此设立了第⑥组——社会系统研究组，探讨在一个机器人分身走入人们日常生活的社会中如何进行伦理和社会体系的设计。该小组正在从法学、社会科学、科技社会学等多个角度研究关于权利、责任的定位，以及经验、技能数据的流通和管理等社会问题。
感受成长的未来
机器人分身的应用无限广泛
在研究中，南泽教授重视人类经验的重要性，他表示，“即使生产效率提高，我们也不追求完全AI化。因为如果只追求生产效率，人类存在的意义就会丧失”。人类通过积累经验，拓展了自己的价值观和世界观。作为社会的一员，通过积极参与社会，才能找到生存的意义。因此，南泽教授强调通过主动行为来实现成长，而成长后的个体能够在社会中展现出更多的创造力。他明确表示，在这样的成长过程中，机器人分身应该发挥其作用。
南泽教授的目标是通过机器人分身，使每个人都能够主动地追求自己想要做的事情，从中获得成长的实际感受。事实上，很多人开始在分身机器人咖啡馆工作后，其家人都反映说他们工作后变得开朗了。另外，一位由于罕见病导致行动不便的前咖啡师，本人住在爱知县，同时能够在东京的咖啡馆担任咖啡师的工作，并向同事传授知识和经验。由于机器人分身的帮助，越来越多的人找到了不必放弃自己理想的事情，从而变得更加幸福。
图６ 工艺与触觉融合，创造新的价值传递与社会生活
作为2021年10月成立的“身体共创社会推进联盟”的一个项目，与隶属于日本工艺产地协会的堀田地毯公司（位于大阪府和泉市）共同开展了关于使用威尔顿地毯的居住空间的远程触摸传递的研究。
2022年，南泽教授与日本工艺产地协会一同启动了一项关于机器人分身与工艺相结合传递新价值的研究项目（图6）。对于这个新课题，南泽教授展望道：“我们希望能够利用数字技术，将传统工艺背后的过程和技术，以令人着迷的故事形式传递给大家。”机器人分身的应用领域是无限的。期待在将来，在灾害救助和基础设施维护等需要各种专业知识的情况下，专家们能够进入机器人分身，协作解决问题。（TEXT：樱井裕子、PHOTO：石原秀树）
原文：JSTnews 2023年12月号
翻译：JST客观日本编辑部
