自律移動ロボットの安全性の向上はどのように実現すべきか？

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生産性と効率性を向上させるために、ロボットが産業現場に導入されてきました。インダストリー4.0からインダストリー5.0への移行に伴い、工業メーカーはAIやその他の先進技術を活用して、人間中心のアプローチと持続可能性に重点を置いて競争力の向上に努めてきました。人間とロボットの相互作用を強化するこのトレンドによって、組織が効率性と品質の向上を追及する中で、自律移動ロボット(AMR)の採用が大幅に増加しました。

AMRは、最新の製造施設や倉庫で人間のオペレータと並んで作業するために、複雑なハードウェアシステムとソフトウェアシステムを必要とします。ロボットは大きな力を発生し、高速で移動できるため、偶然の衝突で人間の共同作業者を負傷させるなど、一定のリスクをもたらす可能性があります。このようなリスクは、関連する作業プロセスのセットアップとロボット自体の設計の両方において、注意深く管理しなければなりません。

本稿では、人間と安全かつ効果的に共存できるAMRシステムを設計する上で重要な側面について考察します。また、onsemiの提供する各種ソリューションがAMRのサブシステムの構成要素としてどのように機能するのかについても説明します。
人間と共存するオートメーションの台頭

産業用ロボットの本格的な導入は1960年代のコンピュータ時代に始まり、現在では推定340万台の産業用ロボットが使用されています1)。過去20年の間に、デジタル技術の進歩により、複雑な環境をナビゲートし、チームで作業してタスクを完了できる協働ロボットや移動ロボットが登場しました。

産業オートメーションがインダストリー4.0からインダストリー5.0へと進化することに伴って、人間と機械の相互作用のレベルがさらなるAMRの需要を促進し、市場規模は2022年の10億2000万ドルから2030年までに3倍の31億3000万ドルに達すると予測されています2)(図2)。

AMRはコスト効率が高く、導入が容易で、人間のオペレータと共同で作業することで、どちらか一方だけでは達成できない優れた結果を生み出します。例えば、協働ロボットのスピード、精度、一貫性は、溶接や組立ライン作業などの反復作業に最適で、人間の作業者はより高い認知スキルを必要とする複雑な作業に集中することができます。

従来の固定されたロボットは、怪我を防止するために物理的に人間と分離することができましたが、共用ワークスペースの概念は新たな課題をもたらします。AMRは予期しない力を感知し、必要に応じて素早く動作を停止できなければなりません。ワークスペースでは人間や物との衝突を回避できない場合がありますが、ロボットは衝撃を軽減して怪我や損傷を防止できなければなりません。しかし、ロボット設計者は、センシング技術やビジョンシステムの進歩を生かして、これらの課題を安全に克服し、ロボットのパワーと精度を人間の創造的な問題解決能力に近づけることができます。
AMR内の主要サブシステム