ロボット産業は驚異的なスピードで成長しており、ロボットの将来のアプリケーションは、想像を絶するものであり続けています。ロボットのメーカーは今、独自のソフトウェアを構築し、市場の一角を占めるというチャンスを目の前にしています。ただし、これには多くのニュアンスがあり、さまざまな方法をとることができます。
ロボットメーカーが独自のソフトウェアを構築し、その過程でワークフローを完全にサポートすることで、典型的な大きな障害を取り除く方法についてご紹介します。
オフラインプログラミングは、実際のロボットとは別にロボットプログラムを作成するロボットプログラミング手法です。そして、そのプログラムを実際の産業用ロボットにアップロードして実行します。
オフラインプログラミングは、ロボットメーカー（安川電機、KUKA、ファナックなど）や、工作機械メーカーが自社でロボットを作り始めている場合に最も有効な方法です。また、オフラインプログラミングは、開発能力のあるインテグレーター、ロボットソフトウェアのアプリケーション開発者、ロボットのエンドユーザーなどの二次的なセグメントにも適用可能です。
ロボットメーカーがオフラインプログラミングを導入する方法を説明する前に、ロボット産業そのものと、なぜ新しいアプローチに取り組むべき時期なのかについて説明すべきでしょう。
ロボティクス分野への参入に、これほど絶好のタイミングはありません。鉄は熱いうちに打て」ということわざがありますが、この場合、まさにその通りかもしれません。世界の産業用ロボット市場は、ロボットシステム（ロボット機械、ソフトウェア、周辺機器、システムエンジニアリングを含む）ベースで、2026年までに1300億～1800億米ドルに達すると予想されています。これは2026年までに約151万台となります。(マッキンゼー調べ)
産業用ロボットの市場は大きく、成長しています。
さらに、ユーザーからの投資期待も高く、マッキンゼーの「2018年グローバル・ロボティクス調査」では、88％の回答者が投資の増加を見込んでいます。
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ロボティクスの未来は、もうすぐそこまで来ています。ここでは、製造業の進化や人間とロボットの関わり方を変える可能性のあるロボティクスの例をいくつかご紹介します。
パートナーになるロボットのことを「コボット」と呼び、協働ロボットを意味します。このタイプのロボットは、人間と知的かつ安全に協働し、人間の能力を向上させるように設計されています。コボットは、ロボット産業において急速に重要な位置を占めるようになりつつあります。
人間から独立して動作するロボットは、人間が一緒に作業することが安全でないため、しばしばケージの中や安全バリアの後ろに存在します。また、独立したロボットは、人間がその空間に入ると動作が停止するようにプログラムされていることもあり、生産に遅れが生じてしまいます。コボットは、生産を継続的に行うための手段なのです。
コボットは、人間がロボットの近くにいる必要がある場合に最も適しています。例えば、人間が工程を監視し、ロボットを誘導するような場合です。
さらに、最近大きく進展しているエキサイティングな分野として、ブレイン・コンピューター・インターフェースがあります。ブレイン・コンピューター・インターフェースは、脳の信号を高精度で読み取り、ロボットに伝達するものです。これによって、人間とロボットのコラボレーションが新たな次元で実現されるでしょう。
現在も研究が進められている分野として、スワームロボティクスがあります。 2021年にHal Open Scienceで発行された SwarmRobotics：Past, Present, and Future [Point of View]と題されたジャーナル研究論文によると、
“スワームロボティクスは、社会性昆虫、魚群、鳥群などの自然の自己組織化システムからインスピレーションを得て、単一のロボットよりも堅牢で、耐障害性が高く、柔軟なロボットシステムを構築するためのルールを導き出すものです。この20年間で、群ロボット工学は大きな進歩を遂げ、ロボット群によって複雑な問題に対処できることを具体的に示すとともに、自然界で複雑な行動がどのように生まれるかについての理解を深めることに貢献しています。”
Marco Dorigo, Guy Theraulaz, Vito Trianni. Swarm Robotics: Past, Present, and Future [Point of View]. Proceedings of the IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2021, 109 (7), pp.1152-1165. ⟨10.1109/JPROC.2021.3072740⟩. ⟨hal-03362874⟩
この論文の著者は、実際のアプリケーションに採用されるには、スワームロボティクスに関するさらなる研究が必要であることを明らかにしています。
注目されているもう1つの分野は、ナノロボティクスの分野です。 IP International Journal of Periodontology and Implantologyに掲載された2021年の研究論文「Nanorobotics: 健康と歯科医療の未来」によると、
"ナノロボティクス "とは、医療や歯科治療を行うための微小なロボットが誕生する分野です。歯科の世界でもナノレベルのロボティクスを活用することで、より早く、より効率的に、最小限の痛みで歯科治療を行うことを目指します。ナノロボットは、刺激、感知、信号伝達、情報処理を行う能力を持ち、ナノスケールで必要な治療を行う「スマート」な構造で構成される予定です。"
Shivani, Sachdeva, Amit, Mani, Shubhangi, A, Hiral, R, Sonali, S., Jasleen, Kaur. 2021/04/16. Nano-robotics: The future of health and dental care. 13621, 2021, 2457-0087, 10.18231/j.ijpi.2021.002, IP International Journal of Periodontology and Implantology, IP Innovative Publication.
ロボット産業は、有望でエキサイティングなイノベーションに満ちています。では、なぜ一部の企業は、独自のソフトウェア構築に足を踏み入れることを躊躇するのでしょうか？
導入と成長の見通しは明るいものの、ロボティクスへの参入を検討している企業には依然として障害が残っています。主な課題としては、コスト、複数のシステムを接続することが困難であること、インテグレーターや一般的な専門知識の不足などが挙げられます。
ソフトウェアメーカーは、ロボットにプログラミングソフトを追加することで、潜在的な顧客に対してロボティクスへの参入をより容易にする手助けをしています。これによって
注意点があります。工作機械メーカーがCAD / CAMソフトウェアで行ったのと同じ間違いをしないでください。 工作機械メーカーは、工作機械に合わせて独自のカスタムソフトウェア（CAMプログラミング、ツールパス生成、およびツールパスシミュレーション用）を構築しないことを決定しました。 その結果、このセクターのイノベーションは遅れ、CAD / CAMソフトウェアプロバイダーが後に獲得した追加の収益を逃しました。
アプリケーション開発者は、製品を開発する際に3つの選択肢を持つことができます。(1)自社でアプリケーションを構築する、(2)OEMやエンドユーザー向けソフトウェアプロバイダーと提携する、(3)スペイシャルのソフトウェア開発キットとサービスを活用する、です。
(1)自社でソリューションを構築する場合、一般的に高い開発コスト、市場投入までの時間の長さ、そして低い利益率に直面することになります。
(2)OEMやエンドユーザー向けソフトウェア・プロバイダーと提携する場合、IP保護、柔軟性、差別化の欠如と同様に、利益率の低さが問題になります。
(3)スペイシャルとその専門的なソフトウェア開発キットを使用することで、ワークフローを完全にサポートし、これらの課題を解決することが可能です。
スペイシャルは、CADのインポートや設計の支援から始まり、ジオメトリの準備に至るまで、すべてのステップでお客様と一緒に作業します。
スペイシャルの3Dコンポーネントでは、PMIや可視化データを含む主要なCADフォーマットのインポート、教示点の自動生成、フィーチャー認識、ポリ分割（メッシュのハードエッジ検出）、ジオメトリモデリング操作などを行うことが可能です。リバースキネマティクスやツールパスの計算が必要な場合は、ModuleWorksなどのサードパーティコンポーネントプロバイダからの提供が可能です。その後、シミュレーションを実行する準備が整い、お客様がロボットの動作を開始させます。
ロボティクスの未来は、現在の想定を超えた応用の可能性を秘めた、エキサイティングなものです。しかし、ロボティクス・ソフトウェアの構築に伴う現実的な課題は、多くのロボットメーカーにとって取り組むには大きすぎるように思われます。開発コストや市場投入までの時間の長さといった問題は、多くの企業にとって破格のものです。
そこで、企業は工夫を凝らすことができるのです。
ソリューションパートナーによって、ロボットソフトウェア構築の全ワークフローがサポートされることで、企業は効率的に前進し、典型的な障害を回避することができます。これは、ロボットメーカーがいくつかの分野で有利になります。特に、急成長するロボット産業で最も重要なのは、できるだけ早く市場に投入することです。
スペイシャルのような業界の専門家を活用することで、アプリケーション開発者は業界をリードするソフトウェア開発キットでオフラインプログラミング、ツールパスの作成、シミュレーションを可能にすることができます。
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