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      • 発行日 2025年2月27日
      • 最終変更日 2025年2月27日
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    産業用ロボットの未来

    産業界では、ロボットは主に溶接、材料の搬送、金属の切断、食品の包装などに使用されています。ロボットの未来では、最先端のロボット工学とAIの組み合わせにより、自律的に行動する機械が製造現場に導入されることになります。詳細については、本記事をご覧ください。

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    テクニカルサポートエンジニア、スティーブン・ベトルスによるレビュー(2024年5月)

    製造業におけるロボット活用の歴史は数十年前に遡りますが、ロボットの未来はどうなるのでしょうか?ロボットの未来は、ビッグデータやAIなど、産業界全体に広く影響を及ぼしている技術の発展によって形成されています。産業用ロボットは従来、溶接、金属切断、食品包装などの作業に使用されていました。現在では、人と一緒に作業できるほど賢く安全なロボット(コボット)が普及しています。

    ロボットは、人間にとって危険な仕事や過酷な仕事をするためだけに使われるのではありません(こうした用途は今後も重要ですが)。ロボットがより自律的になることで、製造業だけでなく、医療、輸送、安全保障、エンターテインメントなど多くの産業で新たな可能性が広がっていきます。

    ロボットは将来、どのように役立っていきますか?それについては、以下の記事を読んでください。

    ロボットとインダストリー4.0

    ロボット工学は、ビッグデータ、産業におけるモノのインターネット(IIoT)、スマート工場、AIと並ぶ第四次産業革命の重要技術のひとつです。製造業で使用されるロボットの数は増加の一途をたどっており、現在世界には340万台以上の産業用ロボットが存在しています。予測によると、産業用ロボットの市場規模は2030年までに2022年の2倍以上になると予想されています。

    4次産業革命(インダストリー4.0)では、物理的システムとデジタルシステムの融合、そして製造業におけるインテリジェントマシンの利用が推進されます。ロボットは、従来スピード、再現性、効率性といった特性によって重要な役割を果たしていますが、より賢く、より複雑な作業をこなせるようになっています。

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    ロボットのトレンド

    ロボットのトレンドには、産業において人と一緒に安全に作業できるロボット、インテリジェントロボット、ヒューマノイドロボット、言語を理解したり複雑な環境を移動したりできるロボット、物を巧みに操作できるロボットなどがあります。主なロボットのトレンドは以下の通り:

    ロボットとAI

    AIは、ビジネスや産業における多くのプロセスの自動化に役立っており、人間には困難で時間のかかる膨大なデータベースの分析においても、その価値が証明されつつあります。AIはまた、未来のロボットにおいても重要な役割を担っています。なぜなら、AIは、従来は車体の溶接などの用途で高効率で休まず、素早く作業をこなしているロボットに、進化した画像情報を使って環境中の物を識別/認識したり、複雑な方法で物を操作したりといった、人間のような能力を与えることができます。

    AIはまた、ロボットが人間の操作なしに工場を移動することを可能にします。自然言語処理能力の向上により、言語を理解することもできます。これらの要素はすべて、産業用ロボットの能力を高め、製造現場での有用性を向上させます。

    例えば、言語を処理できるロボットは、オペレータがプログラミング言語やPLCのプログラミング方法を理解する必要がなく、直感的にプログラムすることができます。ロボットとAIは相補性の高い技術です。すなわちAIは、未来のロボットをより人間に近づけるために効果的に機能します。

    自律型ロボット

    今後のロボットは、より自律的になり、オペレータの介入を必要としなくなることです。

    ロボットが自律的であれば、独立して動作することができます。AIの進歩は、自律型ロボットを普及させるのに役立っています。こうした技術革新には、コンピュータが画像データを処理するAIの分野であるコンピュータビジョンや、ロボットが環境を理解し移動するのに役立つレーザースキャナーやカメラなどの高度なセンサーなどの技術があります。例えば、自律型ロボットは、重量物の長距離輸送(超大型倉庫内など)の物流用途に使用されています。

    物流やマテリアルハンドリングのための自律型ロボットは、独自に移動し、障害物を回避し、商品を適切な場所に安全に届けられます。自律型ドローンは、製造業においても、通常では到達することが困難な工場の一部を監視・検査するために使用されています。

    協働ロボット(コボット)

    協働ロボットとは、人と一緒に作業するロボットのことで、従来は安全性の問題から実現が困難でした。協働ロボットは現在、自動車、航空宇宙、ヘルスケア、梱包、電子機器などの分野で、作業をサポートするために使用されています。協働ロボットは通常、丸みを帯びたエッジや衝突センサーの配列とともに、人間の作業員との相互作用を安全にする力検知技術を特長としています。

    これらのロボットは、ロボットアームや制御システムを備えている場合があり、人間のオペレーターが作業を実行するために直接誘導することができます。自律型ロボットとは異なり、協働ロボットは人間によって制御されるように設計されており、製造担当者とともに活動を支援します。例えば、エンジニアが品質管理などより価値の高い作業に専念している間に、協働ロボットが所定の間隔で生産ラインに原材料を供給するようにプログラムできます。協働ロボットはまた、人間にとって困難な作業や危険な作業を支援するために使用することも可能です。ここでも、AIがコボットをより賢く、より困難な作業に対応できるようにサポートしています。

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    メンテナンス用ロボット

    ロボットはまた、スマート工場のメンテナンスにも活躍します。清掃や修理、ガスや液体の漏れの検知などに使用できます。人間にとって困難または危険なメンテナンス作業も、ロボットによって実行されます。例えば、電力会社では送電線やガス管のメンテナンスにロボットを導入し、原子力施設など人がまったく立ち入ることのできない場所へのアクセスにロボットが使用されています。自律型ロボットシステムは、輸送システムや石油・ガスパイプラインなどのインフラ検査にも使用できます。

    メンテナンスと修理に影響を与えると期待されるロボット工学の2つの分野は、狭いスペースにアクセスできる超小型ロボットシステム(ナノロボティクス)と、航空宇宙用の精密修理を行うことができる柔軟なロボットです。また、ナノロボティクスは、場合によっては機器を分解することなく修理を行うことも可能です。

    ロボットの経済性

    自動化の進展は時に脅威とみなされますが、それにはきちんとした経済的根拠があります。産業用ロボットは生産性を向上させることで注目されており、多くの製造現場で活用されています。実際、製造業におけるオートメーション化の効果を測る重要な尺度のひとつに、ロボット密度が高まるにつれて労働生産性も高まることが挙げられます。ロボット工学は、スマート工場を効率よく、収益性も向上させます。

    製造環境にロボットを導入することを検討しているエンジニアは、ロボットの投資収益率を考慮する必要があります。長期的なコストは、ロボットの初期費用だけでなく、耐用年数を通してのメンテナンスにも左右されます。新しいロボットは用途によっては高価なので、再生されたロボットを利用することも考えられます。

    ロボットのコストが下がり、人件費が上がっているため、自動化の可能性が高まっています。これまで人が行っていた作業を自動化することも、エンジニアや技術者の不足を解決する手段のひとつです。

    ロボット:長期的展望

    ロボットの長期的展望は、製造業からヘルスケアに至るまで、さまざまな分野の変革に貢献し、これまで以上に高性能なロボットが登場すると思われます。このような高度化は、AIの急速な発展によってもたらされ、これまで人間にしかできなかった作業を、自律的なロボットが行うようになります。

    ロボットはすでに、製造業における過酷な繰り返し作業を人よりも迅速かつ疲れを知らずにこなすことでその価値を証明していますが、将来のインテリジェントロボットは、高度な意思決定スキルや環境への配慮を必要とする仕事をこなすことができるようになります。自動化が進めば、なくなる仕事も出てくるだろうが、先進的なロボットの導入に成功したメーカーは、新たな役割を生み出し、従業員をもっとやりがいのある仕事へとスキルアップさせることが期待できます。

    ロボットは未来において何を果たすのでしょうか?製造業におけるロボットは無限に可能性が広がっています。

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