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2030年以降の未来のロボット工学

January, 24, 2025, Northbrook--マーケッツ&マーケッツ(MarketsandMarkets)のレポート「ロボット工学の未来 – Cobots, Humanoid & Soft Robots, Swarm Robotics, by Technology (人工知能, Digital Twin, AR/VR, Cloud Computing), 産業(自動車, スマートシティ, 宇宙探査, 物流, 農業) –2030年までのグローバル予測」によると、ロボティクス業界は、技術の進歩と市場の需要に牽引されて急速に進化している。AI、機械学習、IoT の統合により、ロボットはより自律的で、インテリジェントで、相互接続性が高まっている。人間とロボットのコラボレーション、高度な自動化、適応性の向上などの主要なトレンドは、ロボティクスの未来を形作り、業界を変革し、効率を高める。

協働ロボットの台頭と、ロボット工学の未来を変革する協働ロボットの役割
協働ロボットは、人間と機械がシームレスに連携できるようにすることで、ロボット工学に革命をもたらしている。コボットは、単独で動作する従来のロボットとは異なり、人間の労働者と協働するように設計されているため、業界全体の効率と安全性が向上する。コボットは、反復的なタスク、危険なタスク、または肉体的に負荷のかかるタスクを自動化することで、人間の労働者をより価値の高い戦略的な役割に集中させることができる。近年のAI、機械学習、センサの進歩により、コボットはよりスマートで適応性が高くなり、タスクを学習し、新しい環境に適応し、リアルタイムで他のマシンと対話できるようになった。様々なタスクに合わせて迅速に再プログラムできる柔軟性を備えているため、ダイナミックな生産環境に最適である。衝突検出や力覚センシングなどの安全機能を備えたコボットは、人間と一緒に安全に作業し、より安全で生産性の高い職場を促進します。Industry 4.0の主要な原動力として、コボットはインダストリアル・インターネット・オブ・シングス(IIoT)と完全に統合されており、ワークフローを最適化し、データドリブンな意思決定を可能にする。
2030年以降を見据えると、コボットは5Gや拡張現実などの次世代技術を搭載し、さらに自律性を高め、業界を変革し、イノベーションと生産性を推進する人間中心の職場を作り出すと見られている。

AIがロボティクスに与える革命的な影響とその将来性
AIは、システムをよりスマートに、より適応性が高く、自律的にすることで、ロボティクスを変革している。これにより、ロボットはリアルタイムデータを処理し、独立した意思決定を行い、ワークフローを最適化することで、効率を高め、エラーを減らすことができる。AI駆動のコンピュータビジョンにより、ロボットは物体を認識し、周囲を理解し、動的な条件に適応できるため、精密なタスクに最適である。製造業では、ロボットは比類のない精度で組み立てと検査を行い、物流では倉庫業務を合理化する。ヘルスケアでは、AI搭載ロボットが手術や患者のケアを支援し、高い精度と安全性を確保している。協働ロボット(Cobot)は、人間と安全に対話し、人間の行動に適応し、スムーズな協力を確保することで、AIの恩恵を受ける。また、AIは予知保全を進歩させ、ロボットが自身のパフォーマンスを監視し、潜在的な問題を検出し、ダウンタイムを最小限に抑えるためのメンテナンスをスケジュールすることを可能にする。さらに、AIは、ロボットがMLを通じて特定のタスクを学習し、適応することを可能にし、柔軟性を高める。AIは、インテリジェンスを自動化に組み込むことで、自動車、航空宇宙、電子機器、農業などの業界全体でイノベーションを推進し、複雑なタスクを処理し、運用を最適化できるシステムを生み出している。今後数年間、AIは、産業を再定義し、プロセスを合理化し、人間とロボットのコラボレーションの新たな機会を創出し、イノベーションと運用効率の限界を押し広げる、より自律的でインテリジェントなシステムを可能にすることで、ロボティクスの未来を形作り続けると見られている。

AR/VRがロボティクスの将来開発に与える影響
拡張現実(AR)と仮想現実(VR)は、設計、トレーニング、運用効率を向上させることで、ロボティクスに革命をもたらしている。ARは、デジタル情報を現実世界の環境に重ね合わせることで、人間とロボットのインタラクションを改善し、ロボットシステムの視覚化とワークフローの最適化を可能にする。
例えば、ABB Roboticsは、物理的な建設前にARを使用してロボットシステムをシミュレーションし、コストと開発時間を削減している。トレーニングでは、VR はオペレータがリスクなしで練習できる没入型環境を提供し、AR は複雑なタスク中にリアルタイムのガイダンスを提供する。この組み合わせは、VR制御ロボットが遠隔操作を可能にして安全性を高める危険な作業で特に有益である。さらに、ARと人工知能(AI)の統合により、直感的な制御とフィードバックによりロボットのパフォーマンスが向上し、ロボット支援手術やナビゲーションなどの高度なアプリケーションが容易になる。AR、VR、ロボティクスの相乗効果により、ヘルスケア、製造、自動車、航空宇宙、物流などの業界で大きな進歩がもたらされ、今後数年間のロボティクスの未来が形作られることが期待される。

ヒューマノイドロボットは、人間と機械のコラボレーションの新時代を切り開く。
ヒューマノイドロボットは、人間の形と行動を再現するように設計された高度な機械であり、製造、ヘルスケア、物流、小売などの業界で人間と一緒にタスクを実行できるようにする。AI、メカトロニクス、高度なセンサなどの最先端技術を搭載したこれらのロボットは、工場、倉庫、病院などのダイナミックな環境で動作するように設計されている。Tesla、Boston Dynamics、Agility Roboticsなどの企業が先導し、ますます能力と汎用性が高まっているAI搭載ロボットに多額の投資を行っている。TeslaはすでにOptimusロボットを工場運営に統合しており、より広範な展開を計画しており、Agility Roboticsはオレゴン州に年間10,000台のロボットを生産する工場を建設している。米国と中国は、多額の投資と急速な技術進歩によって推進され、この革命の最前線に立っている。ヒューマノイドロボットは、よりインテリジェントで適応性があり、費用対効果の高いものに進化するにつれて、産業運用を変革する。今後数年間で、ロボット工学は人間の環境にシームレスに統合され、セクター全体で効率、安全性、生活の質を向上させ、ロボット工学の新時代の幕開けを告げる。

Swarm Roboticsは、自動化と効率化の未来を形作る
スウォームロボティクスは、アリ、鳥、ミツバチなどの社会性昆虫の集団行動に触発された新しい分野である。これには、複雑なタスクを達成するために連携するシンプルで自律的なロボットを調整することが含まれる。中央集権的に制御され、洗練されていることが多い従来のロボットとは異なり、スウォームロボットは分散型制御で動作する。各ロボットは、局所情報に基づいて意思決定を行い、単純なルールと相互作用を通じて、スウォームは大規模なタスクに適応して完了するための創発的な行動を示す。このアプローチには、スケーラビリティ、レジリエンス、柔軟性などの利点があり、スウォームロボティクスは捜索救助、環境モニタリング、製造、農業、宇宙探査などのアプリケーションに最適である。スウォームロボットは、中央制御なしで自律的に機能し、協働することができるため、災害地帯や遠方の惑星などの厳しい環境でも動作することができる。技術の進歩に伴い、スウォームロボティクスはロボティクスの未来を形作る上で極めて重要な役割を果たし、今後数年間で様々な業界で自動化、効率、適応性を強化する革新的なソリューションを提供すると見られている。

APAC地域は、ロボット工学のイノベーションをリード
APAC地域のロボティクスの未来は、急速な工業化、技術革新、政府の強力な支援によって、大きな変革を遂げようとしている。中国の「Made in China 2025」イニシアチブは、製造とヘルスケアにおけるロボット工学の進歩であり、効率を高め、人件費を削減するための自動化に焦点を当てている。日本の「Society 5.0」戦略は、AIとロボティクスを日常生活、特に自動車とエレクトロニクスに取り入れることであり、Fanucや安川電機などの企業がCobotをリードしている。インドはサービスロボット工学の主要なプレーヤーとして浮上しており、ヘルスケアや国内の自動化ソリューションに焦点を当てた新興企業の数が増えている。インド政府は、「Production Linked Incentive」(PLI)スキームや「Startup India」などのスキームを通じてこの成長を支援しており、ロボット工学のイノベーションと研究を奨励している。さらに、「Atmanirbhar Bharat」のようなイニシアチブは、技術における自立を促進し、手頃な価格でスケーラブルなロボットソリューションの開発を促進することを目的としている。韓国のスマートファクトリーイニシアチブは、AIによる製造の近代化と同時に、医療ロボット工学の進歩も進めている。これらの国々は、今後5年から10年の間にAPAC地域をロボティクスの世界的リーダーとして位置付け、産業を一丸となって再構築している。