AIデスクライトの設計:照明から人とのやり取りへ

関節アームに支えられたOngoの二つの丸いランプヘッドが、机越しに人の方を向いている公式プロモーション画像
Ongoの公式画像。関節アームに取り付けた二つの丸いランプヘッドが人の方を向いています。画像提供:Ongo / Interaction Labs。

デスクライトには、ほかに何ができるでしょうか。Interaction LabsのOngoは、明かりを提供するだけでなく、動くデスク上のキャラクターでもあります。二つの丸いランプヘッドは目のように見え、関節アームによって姿勢を変えられます。動き、光、音声が連動し、人とやり取りします。

家庭用品やデスク周りの小物、遊び心のある電子製品を開発するなら、この事例は一つの有用な問いを投げかけます。身近な物に、人に反応することで新たな魅力を持たせ、それを製造可能な製品にするにはどうすればよいでしょうか。

このランプは、最初からランプだったわけではない

起業支援組織Entrepreneurs Firstによると、創業者たちは当初、対話型のストーリーボックス玩具を開発していました。スタートアップ拠点で初期の試作機を作り、その後、数か月かけて保護者への聞き取りを重ね、製品の形を改良しました。構想は次第に、玩具から家庭用のランプ型ロボットへと変わっていきました。

この経験は、まず人がその製品と時間を過ごしたくなる場面を見つけ、そこから形を練るという開発の進め方を示しています。デスクライトには、机の上という置き場所と、明かりを提供するという明確な役割がすでにあります。創業者たちは後にOngoを紹介した際も、まずは役に立つランプであるべきだと強調していました。光の色や明るさで、機器の状態を伝えることもできます。

Alec Sokolowは、映画『トイ・ストーリー』の脚本家の一人で、クリエイティブディレクターとしても参加し、キャラクターや対話のあり方づくりに貢献しました。ここでは、物語づくりと電子技術、ロボット技術が結びついています。キャラクターの反応を、最終的には実際の機器の動きや光、音として表す必要があるためです。

動きはどのように反応として伝わるのか

人に向かって突然すばやく振り向くランプと、ゆっくり頭を上げ、少し間を置いてからこちらを向くランプとでは、受ける印象が異なります。向きはランプがどこに注意を向けているかを伝え、速度や間の取り方は、その動きを人がどう受け止めるかに影響します。

Appleによるランプ型ロボットの研究では、このような表情豊かな動きが探究されています。人の方を向くことで注意を示し、うなずきで同意を表し、速度や間を変えることで、動きが伝える態度を変えられます。これは別の研究用ロボットで、実演にはあらかじめ定めた動作軌道が使われています。この研究からも、まず表現したい動きを設計し、試作機で評価できることが分かります。

同様の製品を開発するなら、具体的なやり取りから始めます。人があいさつすると、ランプがその人の方を向き、光の変化とともに音声で返事をする、といった場面です。使う人に、自分に反応していると伝わるでしょうか。動きや声は自然でしょうか。読書中には、動かずに照らすこともできるでしょうか。こうした問いが、動く機能を、使い続けたくなる体験にできるかどうかを左右します。

PCBとAPIが反応を実際の動作に変える仕組み

「本を読みたい」という要求を例に考えてみましょう。以下は一般的な開発の進め方を示したもので、Ongoが公開している内部構成を説明したものではありません。

要求のさまざまな言い回しを理解するために、機器のソフトウェアは、次のインターフェースを介してモデルサービスを呼び出せます:API:ソフトウェア同士が要求や結果をやり取りするためのインターフェース。これにより、「照明を調整する」「あらかじめ設定したポーズを取る」といった操作を、モデルから呼び出せるようにします。モデルが操作要求とパラメーターを返すと、ソフトウェアが許容範囲内かどうかを確認してから、ハードウェアに渡して実行します。

PCB(プリント基板)は電子部品を支え、接続する役割があります。コントローラー、電源、適切な駆動回路を備えると、ソフトウェアと連携してライトやモーターなどの部品を制御します。例えばEspressifのサーボ制御資料では、ソフトウェアで目標角度を指定し、チップから制御信号を出し、サーボが動くまでの流れが説明されています。

音声や画像が機器のソフトウェアに入力され、必要に応じてモデルAPIを呼び出して制限を確認し、コントローラーとドライバーを通じて動き・光・音声を出力する流れ
一般的な対話処理の考え方:モデルが入力の解釈を補助し、機器のソフトウェアが要求を確認して実行し、コントローラーとドライバーが物理的な出力を制御します。

決まったあいさつの動きや、ボタンを押すとうなずく動作なら、最初はあらかじめ設定したソフトウェアで実行できます。自由な会話のためにモデルを接続するかどうかと、モーターを安定して動かす方法は別々の課題であり、そのうえで両者を連携させる必要があります。

一つのやり取りから、製造できる製品へ

最初の試作機では、開発ボード、市販のアクチュエーター、3Dプリントした筐体を使い、まず一つの応答を実現できます。正しく作動するか、反応が遅れないか、モーター音が音声をかき消さないか、動きが照明の照射範囲を妨げないかを観察します。機能を増やす前にこれらの関係を調整すると、構想が成り立つかどうかを判断しやすくなります。

動きを決めたら、機構設計でそれを実現できるようにする必要があります。基板をどこに収めるか、関節に回転するための空間が十分あるか、可動部が配線を引っ張ったり挟んだりしないかを確認します。ランプヘッドの重量が駆動系に与える影響と、機器全体の安定性も、試作機で確認する必要があります。

製品設計から製造までを手がけるWorldbound Plastic Productsの開発工程では、電子部品の配置と筐体構造を一体で検討します。3Dプリントした筐体と購入部品を組み立て、試作機で検証します。使い心地と配置が固まったら、金型製作、射出成形、組立に適した構造へと改良し、基板、樹脂部品、完成品を順に試験します。3Dプリントした試作機が動けば、機能面の実現可能性は示せますが、組立品質のばらつきや繰り返し動作後の性能は、さらに検証する必要があります。

人とやり取りする製品には、使う人が明確に操作できる手段も必要です。Ongoの不透明なマグネット式サングラスを付けると、カメラを物理的に覆えます。ただし、装着中も音声を拾うことはできます。プライバシーポリシーによると、機器を起動した後の会話音声と、質問への回答に必要に応じて撮影した写真は、処理のためクラウドに送信されます。

Ongoの二つの丸いランプヘッドの前面を、不透明なマグネット式サングラスで覆った公式画像
カバーとして使う不透明なサングラスを示したOngoの公式画像。画像提供:Ongo / Interaction Labs。

このランプの事例から、製品開発について、より具体的な問いが見えてきます。製品は日常のどんな場面に登場し、どのような適切な反応があれば、もっと使いたいと思ってもらえるでしょうか。まず一つのやり取りから始め、ソフトウェア、電子回路、機構設計を組み合わせて実現していきます。

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