産業用ロボット・AGVの自律化を促すエッジAIソリューション―アドバンテック・組込みデザイン・イン・フォーラム 2020レポート

2020年5月21日、アドバンテックはオンラインイベント「アドバンテック・組込みデザイン・イン・フォーラム 2020」の第1回を開催した。

第1回は、産業用ロボティクスとAGV(無人搬送車)について、アドバンテックの組込みソリューションや、エッジAIソリューションがどのように活用されているのか、というテーマが話された。登壇したのは、アドバンテック エンベデッドIoTグループ 神内栄邦氏と矢島健一郎氏である。

産業用ロボットとAGVに求められる組込み技術の性能

そもそも産業用ロボットやAGVにおいては、どのような組込み技術が求められるのか。
まずはこの点について、矢島氏が説明を行った。

経済産業省の研究会報告書によれば、ロボットとは「センサー」「知能・制御系」「駆動系」の3つの技術を擁する知能化した機械システムである、と定義されている。つまり、センサーで取り込んだ情報を基に、どのような動作を行うべきなのかを知能・制御系が判断し、駆動系で動作を行う、という流れだ。

産業用ロボット・AGVに求められる組込み技術の要素
産業用ロボット・AGVに求められる組込み技術の要素

そのため、センサーから取り込んだ情報を素早く処理する能力、駆動系を制御するためのI/Oの拡張性、様々な周辺デバイスと通信するための機能、といったものが組込み技術には求められるというのだ。

また、移動を前提とするAGVでは、バッテリーで動くための低消費電力性や、小型化や軽量化、ワイヤレス通信、といった機能や性能が求められるという。

産業用ロボットとAGVにおけるアドバンテックの組み込み製品ラインアップ

それでは、産業用ロボットやAGVに対し、アドバンテックはどのような組込み製品を提供しているのか。製品ラインアップと事例について、神内氏から紹介があった。

シングルボードコンピュータ

マルチイーサネットやCANBusといった通信プロトコルに対応し、FA向けに特化した仕様のシングルボードコンピュータを提供している。

FA向けに特化したシングルボードコンピュータ
FA向けに特化したシングルボードコンピュータ

また、リアルタイムOSや、フィールドバスプロトコルに対応するソフトウェアソリューションをハードウェアと合わせることで、リアルタイム制御に対応するためのソリューションレディパッケージとして提供している。

マザーボード

低消費電力性を持つCPUを搭載した11センチ×13センチの超小型マザーボードに、高速な産業用SSDとワイヤレス通信モジュールを組み合わせたソリューションを提供する。これにより、AGVは高いモビリティ性を有すると神内氏は述べた。

コンピュータオンモジュール

ロボットアーム用のコントローラとAGVの双方で採用されている。カメラや力覚センサーなどの入力デバイスや、サーボモーター制御といった機能を、顧客が求める最終製品の仕様に合わせて自由に設計し、キャリアボードに実装することで、集積度の高いコントローラを実現できるという。

ロボットアーム用のコントローラとAGVで採用されるCoM
ロボットアーム用のコントローラとAGVで採用されるCoM

産業用オートメーション向けストレージとメモリ

高頻度の書き込み機能が求められる産業用オートメーションでは、ストレージとメモリに対して優れた安定性、寿命、耐久性が必要とされる、と神内氏は説明した。

そこで、アドバンテックは産業用オートメーション向けにSLCフラッシュテクノロジーを提供し、標準のMLCよりも高い耐久性を実現しながら、価格面で大きなメリットを顧客に提供できるようにしているそうだ。

ワイヤレス通信モジュール

ワイヤレスモジュールについて、アドバンテックでは過酷な温度環境でもスループットの低下が少ない製品や、ローミング対応の製品といったラインナップを用意し、移動を前提とするAGVのワイヤレス通信に対応している。

現状の産業用ロボットとAGVは、自律能力が不足している

さらにアドバンテックでは、産業用ロボットやAGVに向けてエッジAIソリューションの提供を行っている。

そもそも、なぜ産業用ロボットとAGVにエッジAIソリューションが必要なのか。それについて矢島氏は、以下のような課題がある事を述べた。

自律能力の不足

ロボットはプログラムを実行して行動しているにすぎず、わずかな部品位置のずれが生じても停止してしまう。また、AGVは、工場内の決められたルートをガイドによる誘導で走行する、という具合に、まだ移動に制約がある場合が多い。

プログラム作業自体が多大な人手を要する

目標状況の増加により、ロボットの作業手順や操作方法をプログラム実装する手間が膨大化しつつある、とセミナー内では指摘があった。

つまり、現状の産業用ロボットやAGVは、検知したデータを組み合わせて、より統合的に深く認識し、理解する事が出来ないために、人間のように真に汎用的な知能になっていない、というのだ。

そこで、ロボットやAGVが自律するために必要な技術としてAIが挙がった。

次ページは、「AI活用により、ティーチングオペレーションの実現につなげる

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