AIアルゴリズムで食品ロスを減らせ！　ロボット教育で成長した高校生チームの熱き想い

仲の良さがウリの3人チーム

これまでに、WRO 2018 タイ国際大会のオープンカテゴリーに出場した小学生チームと中学生チームを紹介した。最終回は、高校生の国際大会出場チームを紹介する。

チーム名は「OTEMON CHALLENGER」、大阪市にある追手門学院大手前高等学校の生徒で構成されるチームである。先日レポートした通り、同校の中学校も世界行きを決めており、中高そろっての日本代表である。メンバーは、ロボットサイエンス部の岩田美灯さん（高2）、辰巳瑛君（高1）、橋岡凌馬君（高1）の3人。岩田さんは、中学時代に3年連続で、辰巳君は中学時代から今年まで4年連続での国際大会出場となる。そして、その経験豊富な2人に、高校に入ってからロボットサイエンス部に入部した橋岡君がチームに加わった。3人の顔の一部を切り取って、ひとつの顔写真にして持ち歩くなど、とても仲が良いチームである。

左から辰巳君、岩田さん、橋岡君

新しく生み出すのでなく、今あるムダをなくそう！

まず大会に向けて3人が取り掛かったのが、ロボットのコンセプト作りであった。今回の「Food Matters」というテーマから、最初は「新しい農業・作物を作ろう」や「農業の自動化を目指そう」などがあがったという。しかし、日本でよく耳にする「食品ロス」をニュースで見たとき、本当に食料が足らないのだろうか、今世界で作られている食料だけで、世界の人口は賄えるのではないだろうか、と考えたという。加えて、食品ロスを広い視点で捉えると、食品を生産・輸入するプロセスにも多くのロス（水の消費、二酸化炭素の排出）があることにも気づいた。それらのことから、新しく何かを生み出すロボットではなく、今あるムダをなくすためのロボットを作ろう、というコンセプトにたどり着いたのであった。

食品ロスは環境面にも悪影響を及ぼす

では、どのように食品ロスを解決するかというと、ヒントは私たちの行動にあった。みなさんも買い物をするときに賞味期限の長いものを選ぶために棚の奥から商品を取っていないだろうか？　賞味期限が近い商品は敬遠され、結果として廃棄されていく。この棚の奥から商品を取る行為こそが食品ロスを生む原因のひとつなのだ。そこで作成したのが、「賞味期限順に商品を買ってもらうために、商品を自動的に並び替えるロボット」である。

今回のロボットは牛乳パックを賞味期限順に並べ替える

どのように賞味期限順に並べるかというと、AI（人工知能）を駆使したアルゴリズムを使ったという。経路探索でよく用いられる「A*（エースター）アルゴリズム」だ。それをプログラムに組み込み、最善経路を導きだす。今回のケースだと、18万1440通りの経路から、最善解を導きだすことになるという。通常であれば15分程度かかってしまうのだが、このアルゴリズムを使えば、3分以内に並べ替えが可能になるというから驚きである。また、重たい商品を持ち上げるため、商品を傷つけないために、ロボットの構造上の工夫も十分に行い、完成度を高めた。これらの工夫は、実現可能性まで考えてのことだと言う。ぜひ、将来の商品化を期待したいところだ。

A*アルゴリズムは最短経路探索でよく使われる

そして、たどり着いた9月の日本決勝大会。岩田さんは、昨年予選（ビデオ審査）で敗退しており、とても悔しい思いをしたという。中学3年間はすべて国際大会に出場して順風満帆だっただけに、ショックも大きかったという。だからこそ、今年は「めっちゃ頑張った！」と。そして結果は、優秀賞。悔しさをバネに臨んだ日本決勝大会で、見事国際大会出場を決めたのだ。チームメンバーの辰巳君は4年連続の国際大会出場、橋岡君は入部から半年足らずで全国と世界を経験することになった。

WRO 2018日本決勝大会でのプレゼンテーションの様子

突然の追加審査も乗り越え、世界5位に輝く！

タイ国際大会に向けて、英語の準備を入念に行った3人。ただ、岩田さんが面白いことを言っていた。「英語が理解できると、きちんとした答えを返さなければならない、と焦りが出る。その結果、うまく伝えられなかった。逆に英語が全くわからなかった中学時代の方が、自分の言いたいことを思い切って伝えられていた」と。英語とはなかなか難しいものである。そして、迎えた本番当日、予定されていた3回の審査の後、なんと追加の審査が発生したのだ。ルール上、追加審査はありえるのだが、実はそこでの質疑応答がうまくいかず、お昼も喉を通らないくらい落ち込んだという。国際大会は、日本大会にくらべ技術的な質問やシステムに関する質問が多いという。そのあたり、うまく伝えきれなかったということであろう。そんな不安な状況の中、結果はどうだったかというと……なんと世界第5位。落ち込んでいた気持ちも晴れる、見事な入賞となった。

WRO 2018タイ国際大会でのプレゼンテーションの様子

ロボット教育で芽生えた将来の夢

最後に、世界の舞台で活躍した3人に将来について聞いてみた。「ロボットのことを何も知らなかった僕が、今こうして世界大会に出場してたくさんの刺激を受けることができた。もっとロボットのことを勉強したいと思ったし、将来はロボットに関わるような仕事に就いてみたい！」（橋岡君）、「顧問の先生も『ロボット教育は人を変える、人を成長させる教育だ』とおっしゃっていて、私自身、中学の頃からロボット教育に触れて、本当に成長したと感じている。なので、こういう教育を日本のみんなにも知ってほしい。だから、大きな夢かもしれないけれど、文部科学省に入って、日本の教育自体を変えてみたいと思っている！」（岩田さん）、「ロボット教育に触れ、WROに出場して、本当に明るい人生になった。そして、この経験をサポートしてくれたのは家族です。僕の家族は耳が不自由なのですが、将来、手話通訳ロボット作ることで、感謝の気持ちを表したいです！」（辰巳君）と、3人とも、ロボット教育に触れ、WROという世界の舞台に立つことで、とても大きな成長をしているように思えた。またその経験が将来の夢にもつながっている。これからもロボット教育に携わり、その良さも広めていって欲しい。OTEMON CHALLENGER、5位入賞おめでとう、そして来年はぜひ優勝を目指して欲しい。

これからも日本を代表する活躍を期待したい