交流 - 【跨海越洋到日本】霍安凡：建立人和柔性機器人協作發展的社會

霍安凡副教授以及他受蜻蜓啟發製作的柔性無人航空載具

本文將介紹日本北陸尖端科學技術大學院大學（JAIST）人類資訊學研究領域的霍安凡（Ho Anh Van）副教授。他在越南出生，被日本的製造業所吸引，遠渡日本致力於柔性機器人的研發。他的夢想是通過使用對人和物沒有傷害的軟性機器人來實現人和機器人協作發展的社會。

希望重現哆啦A夢的道具

近年來，機器人的開發進展十分迅猛，並已經在製造業和物流等各種領域支撐著社會發展。隨著人口減少時代的到來，預計今後機器人的使用場景將進一步擴大，但這也帶來了新的問題。現有的機器人大都是用金屬等硬質材料製作的，因此，在與人和各種物品接觸時可能會帶來傷害，或者導致機器人損壞。

因此，使用矽膠等軟性材料製作機器人備受矚目。霍安凡以自然界的現象為靈感，開發了各種柔性機器人，並致力於其實用化研究。

兒童期時代的霍安凡（供圖：霍安凡）

霍安凡出生于越南首都河内東部的下龍市。他生活的地方離世界遺產下龍灣僅幾百米的距離。那裏是越南國内屈指可數的旅遊勝地，一直以來就有很多外國遊客，在城市裏不僅可以聽到越南語，還可以聽到英語、法語、漢語、日語等多種語言。正因為這樣的環境，他回顧說：「從小就感受到了外語的重要性。」

霍安凡對科學感興趣的契機是日本漫畫。「小學3年級的時候，《哆啦A夢》出了越南語版。這是我第一次看漫畫，感覺非常有趣，也讓我對科學產生了興趣。即使是現在，我還有個夢想是重現哆啦A夢的工具。」

霍安凡副教授的故鄉——下龍位於越南北部，中越邊境附近。下龍灣是越南的代表性旅遊勝地之一

在京都研究機器人學，與附近大學生進行交流

之後，霍安凡憑藉努力學習進入了河内工科大學。這是在越南屈指可數的名校，他在這裏與日本以及世界各國的研究人員進行了交流。而且，由於指導教師畢業於立命館大學理工學院機器人學系，霍安凡開始考慮去恩師曾經就讀過的立命館大學深造。

大學本科畢業後，23歲的霍安凡來到日本。除了機器人研究，他對日本的文化也很感興趣，積極參加了許多面向留學生的活動。並與京都大學、龍谷大學等附近大學的大學生交流，積累了用日語進行交流的經驗。

發現柔性材料的可行性也是這個時候。在研究機器人的指尖是否能做得和人類一樣時，他認為其柔軟性是很重要的。但當時用柔性材料製作機器人的想法還未能被普遍接受，也就沒能具體實現。

博士課程結束後，經過1年的博士後的研究，霍安凡就職於三菱電機。在工作崗位上，霍安凡致力於有關電機控制的研究，這一時期通過公司的培訓，學習了日本社會工作中使用電話和郵件的基本應對方法，對他今後積累職業經歷起到了很大的幫助。霍安凡回憶道：「雖然隻在企業工作了2年，但積累的社會經驗非常寶貴。」

關注動物的適應能力

在企業工作的2年裏，他逐漸認識到了柔性機器人的潛力，再加上一直在醞釀創意，霍安凡決定回到大學。他曾任龍谷大學助教，2017年起成為JAIST副教授。霍安凡表示：「這裏的材料很豐富，也有很多我以前從未見過的設備，研究環境非常好」，於是他決定充分利用科研環境，加速開發。

霍安凡的創意源於「如果具有柔性會怎麼樣？」的想法。目前，電池和電路都隻使用硬質材料，要使一切都變柔軟是不可能的。但是，只要把一部分稍微變得柔軟一些，或許就能產生新的功能。

霍安凡仔細觀察自然界中的動物以獲得靈感。動物可以很自然地適應週遭環境的變化，但用機器人實現與之相同的功能卻並不容易。硬質材料製作的機器人，在控制位置和力量等方面需要付出無法想像的計算量。

但如果材料柔軟，則所需計算量就會大為減少。例如，即使在前方道路上有障礙物，只要根據情況稍微變形就可以，而不需要繞開。雖然使用柔性材料也有可能導致使用壽命降低，但只要通過模組化等方式讓零件易於更換，就可以解決這個問題。

霍安凡表示：「自己的使命就是讓柔性機器人得到廣泛接受。」為此，他這樣描繪未來前景：「首先要展示潛力，讓人們對柔性機器人產生興趣。繼而讓人們產生越來越多的‘我們的問題是否可以用柔性機器人來解決呢？’的諮詢。這將成為很多項目的開端。」

安全性和可靠性最重要

霍安凡也腳踏實際地與外界進行機器人的聯合開發項目。其契機是再現海鰻在水中推進力的機器人。目前他正在與名古屋大學醫學院附屬醫院共同進行將該技術應用於關節鏡的開發項目。正在開發的機器人直徑為4毫米。由於需要切開皮膚放入關節内，所以尺寸必須細小。

從在水中前進的海鰻身上得到靈感，製作出的海鰻型機器人

在醫療和護理等場合使用機器人時，最重要的是安全性和可靠性。為了確保這一點，最好使用與人接觸時不會導致傷害的柔性材料。

另外，在機器人上配置類似人類皮膚的功能也在嘗試之中。皮膚會在掌握週遭環境的觸覺的同時，也擔負著向接觸到的對象傳達柔軟度和溫度的作用。如果能使之具有這種功能，機器人的潛力一定會大幅度提升。霍安凡表示：「對於很難進行語言交流的人，可以通過接觸來感知並滿足客戶需求，可以對多種場合有幫助。」

此外，用於無人航空載具的螺旋槳也可以通過使用柔性材料來提高安全性和可靠性。這個螺旋槳是受蜻蜓翅膀的啟發製作出來的，即使碰到障礙物也會通過變形吸收衝擊，可以馬上回到原來的位置繼續運動。另外，也可通過搭載在其上的感測器檢測障礙物的資訊，從而應用在控制方面。

製作了各種尺寸的蜻蜓型螺旋槳

將日本製造的優點應用於全世界的需求

霍安凡的研究室裏大約有20名研究生，國籍和語言各不相同。在這裏，每個人都根據各自的想法，致力於開發各種對社會有用的機器人。大家一起切磋琢磨會迸發出各種靈感的火花，用於製造出各種零件的3D列印機幾乎總是出於工作狀態。

由於外形酷似玫瑰花，所以被命名為「ROSE Hand」的包裹機械手（正在申請專利）。可以抓住罐裝咖啡（上），或者從粘稠的油脂中包裹住雞蛋取出來（供圖：霍安凡）

霍安凡表示：「因為這裏是研究生院大學，沒有本科，所以大家都是從其他大學畢業的，大家都是帶著堅定的信念加入進來的。」例如，出身農家、家裏種植果樹的研究生，想要研究出一種能夠在進行選果和收穫的同時，收集和分析數據的機器人，而為了不傷害其中作為重要商品的水果，選用軟性材料是不言而喻的。

霍安凡表示，他在越南的時候就感覺到了日本製造的優點。那就是日本製造的出發點——不斷改善、提高品質。霍安凡認為，應當將日本製造的優點發揚起來，製造出可以滿足日本以及全世界各種需求的產品。霍安凡表示：「即使是現在的最新的技術，5年或者10年以後也不會有人用了。所以思路靈活是非常重要的。」因此，在各種場景積累經驗，接觸各種思路是非常重要的。

為此，他希望研究室的研究生們要多去海外進行研究，即便是短期的也積極推薦。他建議道：「在海外進行研究，還是學習當地的語言比較好。雖然隻用英語也能進行研究，但如果想要大顯身手或者理解當地文化，還是學習當地語言比較好。學到了語言，你的世界也會變得更加寬廣。」

霍安凡以靈活的思路，致力於開發出柔軟的機器人。他的目光所到之處看到的是，將來人與機器人各自發揮長處和諧生活的景象。