ロボティクス技術の現状と展望

昨今での進化が目覚ましいロボティクス技術の導入により、工学分野や製造業はますます発展しています。
例えば、製造工程や作業の自動化が進み、特に繰り返しの作業や危険な作業など何らかのリスクが想定される場面において、効率的な生産や作業が可能になりました。また、ロボットの高い制御精度や再現性により、製造に関わる現場でも微細な部品の取り扱いや高度な工作作業など、高精度なアウトプットが実現できるようになり、生産効率も向上しています。

このようなロボティクス技術の進化と活用により、新たな産業分野やビジネスモデルが生まれつつあります。近年は珍しくなくなったドローンの活用やアグリテックなども、以前は想像もつかなかった分野におけるロボティクス技術の積極活用と言えるでしょう。

また、日本国内においては2025年には75歳以上の高齢者が全人口の20％以上を占めると予測されており、「2025年問題」として注目されています。
ロボティクス技術は高齢者の開度や生活支援での活用も期待されており、介護ロボットや健康モニタリングセンサー技術はもちろん、労働力不足を解消する手段としても期待されています。
国内の問題を解決し、国際競争力を向上という観点でも、ロボティクス技術は非常に重要な役割を担っていると言えるでしょう。

主要なロボティクス技術

ロボティクス技術の進化は、現代の工学分野や製造業に大きな変化をもたらしました。
ユーザーが目にし、手で触れるロボット製品は、センサー技術や制御技術、コンピュータビジョン、ロボット設計・構造、ロボットモーション等、複数技術の統合によって生み出されています。
これらの技術が、ロボティクス分野の発展においてどのような役割を果たしているのかをまとめてみました。

技術分野	説明
センサー技術	環境情報を収集し、ロボットが周囲の状況を把握するためのセンサーを開発・応用
制御技術	ロボットの運動や挙動を制御するアルゴリズムや制御システムの開発
コンピュータビジョン	カメラやセンサーを用いて画像処理やパターン認識を行い、環境を理解する技術
ロボット設計・構造	ロボットの形状、構造、材料選定などの設計と、それに基づく構造技術の開発
ロボットモーション	ロボットの運動や動作を設計・制御し、効率的で滑らかな動きを実現する技術
人工知能と機械学習	ロボットが学習や推論を行い、状況に適応するための人工知能技術の応用
アイトラッキング	カメラやセンサーを使用してユーザーの視線の動きを追跡し、どの部分に焦点を合わせているかを把握する技術

ここで挙げた技術分野は一般にも馴染みのある技術の一例ですが、「ロボット」と聞いて一般的にイメージされる製品が、複数の技術の集合であることがイメージできると思います。

ロボティクス技術の活用シーン

では、もう少し具体的にイメージを深めてみましょう。
前述のようなロボティクス技術が、実際の製品開発や製品自体の機能としてどの様に活用されているのかをまとめてみました。

技術分野	活用される用途
センサー技術	・自動運転車の障害物検知 ・工場内での製品の位置検出 ・医療用ロボットの操作支援
制御技術	・産業用ロボットの運動制御 ・ドローンの飛行制御 ・自律移動ロボットのナビゲーション
コンピュータビジョン	・品物の分類や認識 ・顔認識によるセキュリティ ・農業での作物の状態監視
ロボット設計・構造	・ヒューマノイドロボットの外観設計 ・複雑な作業を行うためのエンドエフェクタ設計
ロボットモーション	・インダストリアルロボットの高速・高精度な組み立て ・ロボットアームの自然な動作
人工知能と機械学習	・ロボットの自己学習による改善 ・画像認識による自動運転車の環境認識
アイトラッキング	・ヒューマンロボットインタラクションの向上 ・操作や制御の支援 ・ロボットの自律性の向上

これらの用途には、既に積極的な活用や研究が行われているものが多数あります。
技術の活用が進み、更に発展することによって、協働ロボット (Cobots) がますます普及することでしょう。協働ロボットの普及が広がると、工場や倉庫などでの作業が安全かつ効率的になります。

また、人工知能 (AI) との融合により、ロボットの自己学習や状況判断能力が向上することで、変化に適応して複雑なタスク処理できるようになることも期待されます。さらに、個人や小規模企業でも手軽にロボットの導入や活用ができるようになると、製造やサービス業の革新が進むことでしょう。
もちろん、ビジネスばかりでなく教育分野でもロボティクスの活用は期待できます。現在でもロボット工学やプログラミングに関するツールやキットはSTEM / STEAM教育で積極的に活用されています。

ロボティクス技術は、生産性や安全性の向上、新たな産業分野の開拓、効率的な協力作業の実現など、様々な貢献を見せており、今後も更なる進化によって可能性を広げていくことでしょう。

ユニポスで人気のロボティクス関連商品

ユニポスで特に人気のあるロボティクス関連の商品をまとめてみました。
もちろん、掲載のない商品の調査も承っておりますので、お気軽にご相談ください。

技術分野	説明
センサー技術	・Atlas Scientific社 環境ロボティクス分野向け各種計測機器 ・Orbbec Femto Bolt / Femto Mega I / Femto Mega / Femto W / Femto ・ZED 2 / ZED 2i Stereo Camera
制御技術	・MISRA 規格 (MISRA C / MISRA C ++)
コンピュータビジョン	・Atlas Scientific社 環境ロボティクス分野向け各種計測機器 ・Orbbec Femto Bolt / Femto Mega I / Femto Mega / Femto W / Femto ・ZED 2 / ZED 2i Stereo Camera
ロボット設計・構造	・ALOHA Bimanual Teleoperation Kit ・xArm ・BetterWMF / CompareDWG
ロボットモーション	・Atlas Scientific社 環境ロボティクス分野向け各種計測機器 ・MISRA 規格 (MISRA C / MISRA C ++)
人工知能と機械学習	・ALOHA Bimanual Teleoperation Kit ・Neon (Pupil Labs)
アイトラッキング	・Neon (Pupil Labs)

 

ALOHA Bimanual Teleoperation Kit | 両手遠隔操作 オープンソース ロボットアーム

両手によるきめ細かな操作を学習するための、低コストでオープンソースのALOHAロボット遠隔操作プラットフォーム。
人工知能の研究分野におけるアクション・チャンキングの概念を応用した技術 (トランスフォーマー・アクション・チャンキング) をベースとし、 分割された小さな単位の動作をトランスフォーマーのEncoderで表現し、複雑な行動を実現するためにアプローチします。

 

Atlas Scientific社 環境ロボティクス分野向け各種計測機器 | pH / ORP / D.O. / Conductivity / CO2 / Temperature / Pressure / Flow / Color 計測センサー

米国 AtlasScientific社が開発・販売している環境ロボティクス分野などでの活用を想定した各種計測機器。
水質に関連する計測 (pH / ORP / D.O. / Conductivity / Temperature) をメインに、様々な値を計測するための環境構築のための各種センサーや回路などを取り扱っております。

 

xArm | 最大7自由度 産業用 ロボットアーム

製品の生産性や品質の向上のために開発された産業用ロボットアーム。
動作範囲700mm、0.1mm精度の再現性を持ったxArmは費用対効果が高く、工場などでの運用はもちろん、ロボット工学研究、メーカーでのプロトタイピング、写真や映像の撮影等、多目的な用途での活躍が期待できます。

Neon (Pupil Labs) | 研究開発用途 モジュール型 アイトラッキング デバイス

高い精度と汎用性を持つファストプロトタイピングのためのアイトラッキングソリューション。
Pupil Core および Pupil Invisible を開発するPupil Labs による、モジュール設計の最新視線追跡デバイスで、Pupil Invisible よりも精度が高く、様々な環境・様々な個人からのデータでトレーニングされたディープラーニングを用いた 新しい視線推定パイプライン「NeonNet」が採用されています。 セットアップやキャリブレーションの必要がなく使用することができ、 またPupil Labsのソフトウェアはノーコードからプロコードまであらゆるユーザーのために構築されているため、 研究シーンにおいて簡単に利用することができることも特長です。

 

MISRA 規格 (MISRA C / MISRA C ++) | CやC++言語 組み込み システム開発 標準規格

CやC++言語での組み込みシステム開発における標準規格MISRA (Motor Industry Software Reliability Association) によって開発された標準規格。
元々は自動車業界向けに開発されたものですが、現在では産業、鉄道、航空宇宙、医療といった幅広い分野での組み込みソフトウェア開発における標準規格として扱われています。

 

ZED 2 / ZED 2i Stereo Camera | 高解像度 映像撮影 可能 3Dカメラ

高解像度の映像撮影が可能な3Dカメラパッシブステレオタイプのデプスカメラ。
搭載された左右2つのカメラでside by side形式の映像を撮影できます。 屋外/屋内 両方に対応し、撮影した映像からの深度マップの作成、 ドローンやロボットへの搭載、 画像分析などを行うことができます。

 

Orbbec Femto Bolt / Femto Mega I / Femto Mega / Femto W / Femto | 6軸IMU搭載 複数台同期可能 ToF方式デプスカメラ

高解像度深度データを提供する6軸IMU搭載のToF方式3Dカメラ。
複数台の同期が可能で、暗所での撮影にも適しています。ヘルスケア、ロボティクス、拡張現実など、多岐にわたる分野で利用される製品です。

2023年8月に発表された新製品 Femto Bolt は Microsoft Azure Kinect DK (メーカー生産終了発表) と同じモジュールを搭載しており、Azure Kinect DKと同一の性能および動作モードを提供する代替品としても注目を集めています。

 

BetterWMF / CompareDWG | AutoCAD 製図補助 ツール 挿入 差分

AutoCADで作成した図面を他のソフトウェア (MicroftWord 等) へコピー&ペーストで挿入する場合に生じる問題を解決するための補助ツール。
ARXをAutoCADに読み込む、もしくはexeファイルを実行するだけの簡単な操作で例えば必要のない線が入ったり、図面のサイズが不適切になったりするような問題を自動的に改善することが可能です。

 

まとめ

ロボティクス技術は他の様々な技術や業界との繋がりにより、その価値を大きく高めています。国際的にも研究開発が積極的に推進されている分野であり、今後の展開が期待されています。
ユニポスでは、ロボティクス技術や工学分野のトレンドに合わせて世界中からハードウェア・ソフトウェアを調達し、お客様のビジネスや研究における成功をサポートいたします。ユニポスWEBサイトに掲載のない商品も喜んでお調べしますので、お気軽にご相談ください。

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