ここでは、ロボットの種類や利用分野など、表面的な事項を対象とします。ロボットを構成するセンサやアクチュエータや制御システムなどに関しては、「組込みソフトウェアの特徴」、AI(人工知能)に関しては、「機械学習」を参照してください。また、ロボットはIoTの典型的な分野ですが、それに関しては、「IoT」を参照してください。
ロボット、産業用ロボット、マニピュレーションロボット、協働ロボット、物流用ロボット、自動走行ロボット、介護ロボット、ロボットスーツ、コミュニケーションロボット、ヒューマノイドロボット
人の代わりに作業してくれる機械・装置のことですが、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)は、ロボットとは「センサー、知能・制御系、駆動系の3つの要素技術を有する、知能化した機械システム」と定義しています。
ロボットに関する技術を研究する学問をロボット工学(robotics)といいますが、その構成は、
・外界の情報を認識・知覚するためのセンサやセンシング手法に関する分野
・ロボットの手足などを構成するためのアクチュエータや機構に関する分野
・ロボットの運動や行動ロボットの制御に関する分野
・ロボットの知能など人工知能に関する分野
などに大別されます。
このような定義に従う機器や装置は急速に増大しています。自動運転機能が十分に実現すれば自動車もロボットといえるし、既にAI機能を取り込んだ自動販売機や炊飯器もあります。それまでロボットとすると際限がありません。ここでは「巷でロボットといっているものがロボットだ」という無責任な定義にします。
ロボット技術は急速に進むし、適用分野も急速に拡大しているので、ロボットの体系的分類には多様な切り口があります。
第2世代までは,ほとんどが産業用ロボットでした。第3世代になると、介助用や家庭用にまで広い分野でも利用されるようになり,人間の形をしたロボット(ヒューマノイド型2足歩行ロボット)も出現してきました。
ロボット
産業用ロボット
業務用ロボット
物流用ロボット
医療用ロボット
ロボットスーツ
:
コミュニケーションロボット
家庭用ロボット
掃除用ロボット
愛玩用ロボット
:
自動車産業や電気電子産業など工場で、部品取出、組立て、溶接などの工程で稼働しているロボットです。多様なロボットが並び、FA(ファクトリーオートメーション)を実現します。ロボットのうち、最も使われている分野です(運搬用ロボットが急速に増加していますが、ここでは業務用ロボットに分類しておきます)。
ロボットの動作は人間の手に似ています。腕や指を、それをつなぐ関節を軸といいます。産業用ロボットは、位置決めの制御が重要ですので、軸がいくつあるか、各軸がどのような動きをするかで区分されます。
種類 | 軸数 | 主な作業 | 特徴 |
---|---|---|---|
直交座標型ロボット | 2-4 | 部品、組立 | 水平と垂直の直線の動き動き。最も単純な動作 |
多関節ロボット | 4-7 | 汎用 | 上図のように多様な動作。多様な作業に適用でき最も使われている |
スカラロボット | 2-4 | 部品、組立 | 水平回転動作と垂直直線動作。位置決めが重要な作業に適する |
双腕型ロボット | 2-4 | 部品、組立、検査 | 人間の両手のような動き。片手では難しい動作ができる |
パラレルロボット | 4-7 | 部品、仕分 | 同じ動きをする複数の腕。摘まみ上げて移動する作業 |
部品の取出し、工場内移送、梱包、仕分、配送などの作業を行うロボットです。工場や物流倉庫では既に広く利用されていますが、病院やオフィスなどでの利用も進んでました。
コミュニケーションロボットとは、人との対話を目的としたロボットです。オフィスやイベント会場の受付や案内から家庭での愛玩ロボットやスマートスピーカなども含みます。
ヒューマノイドロボット(Humanoid Robot)とは、人型ロボットのことですが、もっと広く二足歩行や車輪移動により、足場の悪い場所を移動するようなロボットまで含むこともあります。
受付ロボットや案内ロボットは、表情、身振り、音声などをできるだけ人間に合わせることが望まれます。人との会話による癒し効果を目的とした癒し系ロボットでは、かわいさを出すためにあれてデフォルメしたり動物の姿にすることもあります。
これらに共通した技術はAIです。音声認識や自然言語理解の技術だけでなく、人間の言葉は論理性や完全性に欠けますので、状況の把握や相手の特徴の理解など、学習機能が強化されている必要もあります。さらには、スマートスピーカのように情報検索をして適切な回答をするといった機能も求められます。
下図は「高齢者見守りシステム」でのコミュニケーションロボットの位置づけです。家庭内でのロボットをクラウド端末とすることにより、多様なサービスを実現する可能性があります。