株式会社テムザック

“X-ROID WE CREATE”医療、災害レスキュー、警備、コミュニケーションなど多様な実用ロボットを手掛けるワークロイドメーカー。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。

3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減し、3~4ヵ月程度、工期を短縮した事例です。日本国内のみならず海外展開もされる小児患者型ロボットの開発をDMM.makeにご相談頂きました。

プロフィール

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

登坂友紀(とさか ゆうき)
株式会社OSMインターナショナル マーケティングマネージャー。 1989年生まれ、山形県出身。 ニューヨーク州立大学スポーツビジネス学部卒業。 商品企画、生産管理、プロモーションなどの業務を行う。

川岸 孝輔(かわぎし こうすけ)
DMM.make 3Dプリント部門部長。メーカーで製品企画から外装設計、電子回路設計、コーディングとマルチエンジニアとして勤務し、数々の商品を世に送り出した経歴をもつ。3Dプリントを利用した設計製造に新たな可能性を感じDMMに入社しシニアエンジニアを務めた後にサービスデザインの統括責任者となる。

DMM.make 3Dプリント 筧 春輝(かけひ はるき)

筧 春輝(かけひ はるき)
DMM.make 3Dプリント事業部 チーフモデラー。 大学卒業後DMMに入社し、3Dプリントサービス発足初期よりメンバーとして携わる。 現在は3Dプリント技術のマルチエンジニアとして、各種3Dプリンターのオペレーションをはじめ、3Dプリントのコンサルティングや3Dデータ作成などの業務に従事。

3Dプリンターで造形したシミュレーターロボットで小児医療教育に貢献

筧:
こんにちは。ご無沙汰しております。(笑)

石井様:
こんにちは。ご無沙汰しております。(笑)

川岸:
こんにちは。よろしくお願いいたします。石井様と筧は、ご面識がある感じでしょうか?

石井様:
御社で、持ち込みのスキャンをして頂きました。

川岸:
その時使った3Dスキャナーは、レーザータイプ?

筧:
アーテック(Artec)です。

川岸:
あ、じゃあ、ハンディだったんだね。

筧:
持ち込みの前にも、出張してスキャンさせて頂いた時もありましたね。

石井様:
そうですね。
現場に行って頂いて、結構、色々、お願いをさせて頂きました。(笑)

川岸:
 (笑)
本日は、インタビューをお受け頂き、誠にありがとうございます。(笑)

筧:
それでは、早速ですが、インタビューを始めさせて頂きます。

— 御社がどのような事業展開をされているか、お聞かせください。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

石井様:
弊社は、工場で組み立てをするような産業用ロボットや、受付をするようなサービスロボットではなく、実際に人が行うときつい作業や、危険な作業や、人が出来ない事をするロボット等、様々な現場で人に代わる、もしくは人と共に働くロボット(ワークロイド)を開発・製造しております。

具体的には、災害救助用のロボットであったり、先日、発表したロボットは、線路のメンテナンス作業をする保線ロボットですね。

都会のほうですと、終電が遅くて始発が早いので、夜間の短い時間の中で線路の修理を行わなければなりません。

また、少子高齢化が進む中、労働力不足や作業員の高齢化が大きな問題となっています。

そこで少ない人数で効率的に作業できる、保線ロボットを開発しました。

筧:
人の代わりに働くロボットをメインで開発されているという事でしょうか?

石井様:
はい。その中でも、私の事業部は、患者型のシミュレーターロボットの開発をしております。

筧:
こちらのロボットは、筐体の部分も、組み込みの部分も全て、御社で設計されているのでしょうか?

石井様:
そうですね。基本的に全て設計をして、加工業者様に加工を依頼して、自分達で組み上げて調整しています。

川岸:
御社の患者型のシミュレーターロボットは、どのような領域になるのでしょうか?

石井様:
弊社のロボットは、歯学部の学生様に向けた、教育用ロボット(デンタロイド/DENTAROID)です。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

今までは、動作しない頭部だけのマネキンを机に固定し、歯の模型を付けて、削る練習をしていました。

しかし、実際の患者様は、咳をしたり、痛がって頭をのけぞらせるといった不意な動作をしてしまうものです。つまり、従来の練習では、不意な動作には対応できませんでした。

歯学部の学生様は、そのような経験・トレーニングが出来ないまま、実際の現場に出ていき、それが、初年度の経験の浅い医師のインシデント・アクシデントにつながると考えました。

だから、学生のうちに、「患者はこういう風に動く」「危ない」という、ある意味「失敗を経験させる」事を目的に作ったロボットなのです。

川岸:
そうすると、患者型のシミュレーターロボットは、急に動いたり、口内の刺激があったりすると反応したりするのでしょうか?

石井様:
はい、要は学生を驚かせるという事でしょうか。集中して治療の練習をしていますので。

急に咳をしたり、頭を動かしたりします。舌の奥にセンサーを入れていますので、何か当たると嘔吐反射もします。

川岸:
このようなシミュレーターを使って経験を事前にしている場合、インシデントの割合が低下しているという情報はあったりするものでしょうか?

石井様:
国内は中々、そういった情報が追えない状況なんです。

ですけど、私たちも実際の実習に立ち会い、学生さんがマネキンの時とは違い、とてつもない緊張感を持ってトレーニングしている様子や、トレーニング後のアンケートで、必要性を感じたという数多くの結果からも、今までにない必要な教育ツールなんだと感じました。

国内では、都内にある大学の歯学部や、福岡にある大学の歯学部に導入されております。

海外では、サウジアラビアには、4校導入されています。他には、アメリカ、タイ、トルクメニスタン、ウイグル自治区に導入されています。

小児治療の教育現場でリアルな実践練習が可能

石井様:
今、ご説明させて頂いたロボットは、大人の患者型ロボットですが、小児患者型ロボット「Pedia_Roid(ペディアロイド)」を2020年10月に発表しました。

子供のほうが、歯科治療は難しいんです。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

子供は、どうしてもじっとしていられないですし、泣いたりします。治療時間も1時間かかったりします。

また、子供は自分から具合が悪くなったと言えないんですよね。苦しくなった時とか。

ですので、大人の歯科治療より難しく、治療中は歯だけでなく全身の管理が必要なんです。

ただ、子供用のシミュレーターロボットは当然無かったので、小児歯科の医師は、より現場で経験を積んでいくしかなく、とても難しく事故が発生しやすいのです。

そこで、今回、小児患者型ロボットを開発したのですが、その際、御社のDMM.makeの3Dプリンター 出力サービスを採用させて頂きました。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

川岸:
ありがとうございます。

筧:
3Dプリンターを利用した最終製品は、今、お話頂きました小児患者型ロボットになるという事ですね?

石井様:
はい。そうですね。

川岸:
先ほど、お話にあがりました災害救助用のロボットや、保線ロボットには、弊社の3Dプリンター 出力サービスが使えそうな部分はあったりするのでしょうか?

石井様:
外で利用するロボットなので、強度が必要なんです。

川岸:
要件的には、強度要件が満たす事ができれば、もしかしたら使えるかもしれないという所でしょうか?

石井様:
強度で言うと、板金で賄えてしまうので、コストや納期で何か秀でたメリットが無いと、置き換えは難しいかもしれないですね。

川岸:
弊社の3Dプリンター 出力サービスでは、チタンの造形を行っております。チタンですとおそらく強度要件を満たす事が出来るのではと考えています。

今、ご利用頂いている素材は、主に樹脂になるかと思いますが、金属パーツも、今後、是非、ご検討下さいませ。(笑)

石井様:
わかりました。(笑)

— 最終製品のどの部分で、3Dプリント造形物は、使われているのでしょうか?

石井様:
最終製品として使っているのは、頭蓋骨の部分。ナイロン粉体ですね。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

筧:
そうですね。

SLS(粉末焼結積層造形)のナイロンで、いつもご注文頂いておりますね。

石井様:
最終製品としては、その部分だけなのですが、最終製品を作る上での型作りの段階で、色々なパーツを成型して頂きました。

3Dプリンター導入前の作業工程を大幅に削減

筧:
全身の部分は、原型になるモノとしてナイロンで造形したと思うのですが、頭蓋骨の部分は、そのままナイロンの造形物を使われているという事ですね?

石井様:
はい、頭蓋骨にあるものを接着しようと思ったら、粉末の部分が接着しなくて、ご相談したら接着剤も御社からご提案頂きましたね。

筧:
エポキシですね。

石井様:
今後、量産になってくると、型作りでおこして、ABSの注型か何かに置き換えないといけないかなと考えています。

川岸:
表面の粗さの問題で、接着が上手くいかないケースに関してですが、後処理で、ケミカルエッチングという手法を用いる事によって、表面の粗さを抑える事ができます。

そういった後処理を一段階、踏む事によって接着性が向上する可能性も御座います。

石井様:
そのケミカルエッチングは、全体ではなく、部分だけという事も可能ですか?

川岸:
全体に対して対応する処理になるので、部分対応となると、マスキング処理が必要になってしまいますね。

石井様:
何か吹き付けるような形でしょうか?

川岸:
やり方としては、特定のチャンバーの中に入れて、樹脂も反応するようなガスを使う事によってエッチング処理を行っています。

表面が若干解けますので、滑らかさが向上するという処理になります。

石井様:
実は、頭蓋骨に利用しているので、ザラザラ感も結構良い方向に働いているんですよ。

川岸:
あ、そうなんですね(笑)

石井様:
シリコンのマスクを被せているのですが、例えば、ザラザラしているので、口を開けた時に下に引っ張られず位置を保持しています。

なので、部分的に出来ないかなぁと、お伺いしました。

— 3Dプリンター導入前の工法についてお聞かせください。

石井様:
頭蓋骨に関しては、樹脂成形を行っていました。

また、シリコンのボディや顔を作る時粘土のマスターを仕上げて、石膏を張り付けて石膏型を作って、硬い樹脂を流して、樹脂で出来たマスターを一度、作ります。

それを仕上げていき、FRP(繊維強化プラスチック)の型を作ります。

今回は、シリコンのボディや顔を作る時の粘土のマスターを、スキャンをして、3Dプリンターで出力して頂きました。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

つまり、石膏型と、硬質の樹脂という工程を省いて、粉体で出来たモノに対して、FRPで型を取っていく事が出来ました。

なので、作業工程を非常に省略する事が出来ましたね。

川岸:
具体的には、どの程度、時間を削減出来ましたでしょうか?

石井様:
2ヶ月は削減出来たのではないかと思っております。

スキャンして、データ化もしましたので、中子などの固定位置もデジタル的に見れるようになりました。

あと、3Dデータの編集も、依頼させて頂きました。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

座標の指示も、私達がお伝えした通りに設置して頂いてますし。
実際は、3~4ヵ月分程度、短くなったのではないでしょうか。
何回も、作って直して、作って直してという形ではなくなったので。
一発で出来ましたね。

川岸:
3Dデータの有効活用と、石膏型などの作業工程の削減を合わせて、3~4ヵ月の削減力というイメージでしょうか?

石井様:
そうですね。

川岸:
スキャンしたデータに関しては、不足な部分はあったでしょうか?

石井様:
いえ。私たちは、STL形式で頂いても扱えないので、ソリッド化もして頂いたので、データとしては満足ですね。

— 3Dプリンター導入前の工法は、どのような課題がありましたか?

川岸:
やはり、工程が長かったという所でしょうか?

石井様:
その部分は、外部パートナー様に依頼していたのですが、外部パートナー様の忙しさなども影響していたので、そこの工程を飛び越えたのはとても助かりました。

筧:
以前は、中子を作る時は、毎回、手で粘土原型を作成し、石膏型を取ってというやり方をされていたのでしょうか?

石井様:
そうですね。
デジタル化と、1/1サイズで出力出来たのは、とても大きかったですね。

小児患者型ロボット「Pedia_Roid」を開発し、シミュレーターロボットによって医学教育の発展に寄与する株式会社テムザックの石井様にお話しを伺いました。3Dプリンターを用いて従来の工程を大幅に削減した事例です。

チームとして、私を含め3人で開発していたのですが、筧様も数に入れて4人でやっているつもりでしたね。(笑)

筧:
ありがとうございます。(笑)

— 3Dプリントサービスの導入のきっかけは、どのような理由でしょうか?

石井様:
納期が短かったので、どうしようかという事を、外部パートナー様に相談した際に、株式会社アイジェット(2017年1月 DMMが全株式を取得し子会社化)を紹介して頂いて、その流れから、御社になった形ですね。

以前から、スキャンをして、デジタル化したいとも思っていましたし。

デジタル化により自由なデザインが可能・費用対効果も高い

— DMM.make 3Dプリントサービスを活用する決断された理由はなんでしょう?

石井様:
メールなどのやり取りで、お見積りの価格も含めて、私の意図が、とても筧様に伝わりやすかったので。(笑)

感覚がフィットしたというところでしょうかね。

筧:
ありがとうございます。(笑)

石井様:
ここも、正確に伝わらないと、何度もやり取りをして、結果違うモノが出てきたりすると、本当に危ないので。

あとは、費用対効果がとても高かったという部分でしょうか。

— 3Dプリントサービスの導入後、どのような変化がありましたか?

石井様:
本来、このような形状だと切削できないなぁと思うモノも、作ってしまおうという点ですね。

筧:
ある程度、自由なデザインが可能になったという事ですね。

あと、パーツを一体化して造形する事も出来るので、パーツ点数も削減されたのでしょうか?

石井様:
はい、そうですね。

あと、このような切削だったら、とても削り代が多くて、材料が勿体無いなぁと思うモノも出力が出来るようになりましたね。

川岸:
3Dプリント以外の加工ですと、どういった加工になりますでしょうか?

石井様:
まだ、私達も量産とはいえ、そこまで台数がないので、基本的にはアルミブロックからの削り出しや板金、SUSの板の曲げ物や溶接ですね。

福岡県内の外部パートナー様に加工を依頼しております。

— ものづくり業界に今後期待していることは、ありますか?

石井様:
とても大きな質問ですね。(笑)

今、樹脂系から金属系まで3プリンターで出来ているので、柔らかいゴム製品、シリコン製品の注型みたいなモノができたら、とても面白いですね。

筧:
エラストマー系ですね。

石井様:
そうですね。

そうすると、中子も必要なくなってしまいますし、型が必要なくなるので、エラストマー系のプリンターが普及していけば面白いですね。

川岸:
今、ゴム系となると、光造形方式が非常に多いのと、一部、FDM(熱溶解積層方式)があります。

今あるゴム系の材料は、光造形方式の材質になってしまいますので、破断伸びが低かったり、簡単に塑性変形してしまったりします。

ですので、普通のゴムのように弾性も効かず、伸ばしても塑性変形して戻ってこないモノが多いです。

これから先、弊社でも検証するのですが、粉末焼結積層造形方式のタイプで、ゴム系の素材があります。粉末焼結なので、表面がザラザラの状態なのですが、問題にならなければ、ご提案範囲が広がると思います。

石井様:
現在、シリコンの造形もFRP(繊維強化プラスチック)の型で作っているのですが、3Dプリンターの型に置き換えるという事も、出来るかもしれないですね。

川岸:
そうですね。

将来的には、可能なのではと思います。

FRP(繊維強化プラスチック)の型を作る工程も、長いですからね。

ただ、3Dプリンターは、シミュレーターロボットのボディの部分のような、大きなモノを造形するには厳しいのですが、今回の頭蓋骨の大きさであれば、複雑さもありますし、コスト的にも見合うのではと思います。

石井様:
今、咽頭部を作りたいなと思っておりまして、その型も複雑になるので、どうしようかなと考えていたところでした。

もしかすると、筧様にお願いするかもしれません。(笑)

筧:
はい。(笑)

是非、ご相談お待ちしております。(笑)

ヒト、社会に貢献する実用ロボット(ワークロイド)の開発

— DMM.make3Dプリントサービスに対して期待している事は?

石井様:
インサートナットを挿入して頂ければ、とても助かりますね。色々なサイズのモノの挿入が出来たら、とても便利ですね。

川岸:
インサートナットや、ヘリサートの処理は、お客様からのご要望も多いので、将来的にはサービス化したいと思っております。

石井様:
是非、お願いしたいですね。

インサートナットが出来ると、3Dプリンターで出力した造形物が、部品・パーツとして使えてくるので、本当に期待しています。

あと、例えば、ここのリブを追加したら強度があがるなどの、モデリングとしてのアドバイスを頂けると、とても助かりますよね。

川岸:
来年中ぐらいには、3Dデータの解析結果のレポートをご提供できるような仕組みも考えていますので、ご期待くださいませ。

— 3Dプリントで取り組んでいる貴社の事業は何でしょうか?

石井様:
私達は、様々な技術を用いて、ヒトが出来ない事をする機械・ロボットを開発しております。

そのロボット技術を使って、新たな教育ツールであるシミュレーターを世の中に普及させて、医療教育に貢献できればと思っております。

日本国内だけではなく、世界中に、ですね。

川岸:
患者型のシミュレーターロボットや、小児患者型ロボットは、医療機器に該当するモノなのでしょうか?

石井様:
いえ、これは教科書のツールの一つとしての扱いですね。

ですから、輸出関係のハードルは低いですね。

ただ、国によっては、CEマークやUL規格など、何かしら取得しておく必要があるので、まずはヨーロッパ安全規格は通していこうと思っております。

ノイズや機械的な安全面の側面ですね。

川岸:
そうなんですね。

EMC(電磁両立性/Electromagnetic Compatibility)的な観点があるのですね。

色々、貴重なお話、ありがとうございました。

石井様:
いえいえ、こちらこそ、ありがとうございました。

川岸、筧:
今後とも、引き続き、どうぞ、宜しくお願い致します。



今回のケースでは、石膏型などを用いて造形する工程を、スキャンと3Dプリンターを用いて大幅に省略し、最終製品を造形した事例をご紹介頂きました。

マスプロダクションサービスでは試作品造形・検証から最終製品の量産、そしてプリンターの導入まで企業様をサポートするサービスをご提案させていただきます。

3Dプリンターの導入についてなどご質問・ご要望がございましたらお気軽にお問い合わせください。