ジェレミー・クック
古代ギリシャの伝説、クレタ島の神話上のロボット守護者タロスにまで遡って、人類は長い間、人工知能を持つ存在を使って生活を楽にすることを夢見てきました。トランジスタ の発明と、それに続く自律移動ロボットなどの利用可能な計算能力の爆発的な増加により、このアイデアは現実のものとなりました。
自律移動ロボットとは何ですか?
最初の移動ロボットは、1960年代にスタンフォード研究所で開発されたShakey the Robotなどの実験室実験でした。実験的なデバイスにより、FXテレビ番組「ジ・アメリカンズ」で紹介された郵便ロボットなど、現実世界で使用できる移動ロボットが誕生しました。時々問題が発生するこれらのデバイスは、1970年代から販売されていました。これらのメールボットは、名目上はロボットですが、床に埋め込まれた設定された移動経路に従うAGV (自律誘導車両) と見なされます。
AGVは柔軟性と用途が限られています。より良い センサー技術 計算能力が大幅に向上したことにより、AGVはAMR (自律移動ロボット) に取って代わられました。このデバイス クラスは、人間の直接的な介入なしに環境を理解してナビゲートします。ロボットは環境を感知し、内部モデルを作成し、タスクを完了するための最適なルートを計算できるため、事前に決められた経路を必要としません。
これらのロボットは、変化する倉庫や屋外の状況に反応し、他のロボットや人間と連携して作業することができます。計算は、ロボット上で実行することも、ロボットが動作する物理的な建物内のローカル コンピューティング リソースを介して実行することもできます。自律移動ロボット システムも、クラウド コンピューティングを活用して最適なパフォーマンスを実現できます。
自動移動ロボットとその応用
AGVは過去にはニッチなデバイスでしたが（アメリカンズ時代の郵便ロボットを実際に見たことがないかもしれません）、今日では 自律移動ロボットの普及 倉庫管理、特にAmazonにおけるアプリケーションによって推進されています。倉庫・配送業界の巨大企業は、2012年の導入以来、35万台以上のロボットを自社施設内に設置してきた。
自動化により、Amazonの倉庫では以前よりも50% 多くの商品を保管でき、商品の取り出しも3倍速くなりました。フルフィルメントのコストは40% 削減され、反復的なタスクの自動化により、Amazonは手順を最適化して人的傷害を削減できるようになりました。
アマゾンの自動移動ロボット群は、主に、大幅にアップグレードされたルンバに似た短いロボットで構成されている。これらのロボットは、ポッドと呼ばれる在庫棚の下に滑り込み、内蔵ジャッキで棚を持ち上げ、時速約3マイルの速度で人間のピッキング担当者の元へ運びます。すると、作業員は倉庫内を歩き回ることなく商品を取り出すことができます。ロボット倉庫は一見すると無秩序に見えるかもしれませんが、中央コントローラーを介して動きが調整され、AMRが最終目的地に到達できるようになります。
AMRの倉庫保管後、次のステップはアイテムを最終目的地に移動することです。依然として主に人間の運転手が使用されています。しかし、新しいデバイス スターシップテクノロジーズの6輪配達ロボット また、アマゾンの（現在は終了している）類似のスカウトロボットの試験により、企業は最終的にドライバーの使用を完全にやめることができるようになるかもしれない。空中ドローンは、この進化における新たな一歩となる可能性があります。
AMRは、製品をある場所から別の場所へ移動させるだけでなく、特に人間が移動するのが危険な地域での自動検査にも導入できます。地下深くなどの状況では、RF干渉による人間による直接監視が困難になることを考慮してください。したがって、自動化が不可欠になります。病院や類似のアプリケーションでの 自動UV消毒 が、人間の介入なしにロボットが実行できる (単に報告するだけでなく) タスクである方法について学習します。
自律移動ロボットはどのように動作するのでしょうか?
クラウド コンピューティングの最近の進歩と、より高性能なエッジ処理により、ロボット制御は大幅に改善されました。これらのロボットは、ローカルセンシングを介して周囲の世界に関する最新情報を取得し、適切なモーターとドライブの設定によって動きを制御できる必要があります。
これらのテクノロジーは、次の自律移動ロボット革命に不可欠なものとなります。
- マシンビジョン - カメラまたは複数のカメラを使用して、人間と同じように視覚化します。 AI、機械学習、強化されたエッジ処理により、機能が強化されます。
- LIDAR – 光の検出と測距。周囲の領域を3Dでマッピングするためのポイント クラウドを生成します。
- エッジAIコンピューティング – モバイル ロボットに搭載された強力な処理モジュールにより、遠く離れたクラウド リソースへのアクセスに伴う遅延がなく、リアルタイムの意思決定が可能になります。SBCのJetsonシリーズ は、エッジAIの実験によく使われる方法です。
- ワイヤレス ネットワーキング – クラウドやローカル (施設レベル) のコンピューティング リソースへのアクセスを可能にし、群れとして動作する複数のロボットを調整します。
- モーター ドライバー – ロボットのモーターを直接制御します。
自律移動ロボットの設計：ほぼ無限の可能性
AMRテクノロジーの現在の推進力は主に倉庫の自動化ですが、COVIDパンデミックの最中にUV消毒用ロボットが話題となり、モバイル セキュリティ パトロール アプリケーションが現在検討されています。
ニューヨーク市警察は最近、重さ400ポンド、高さ5フィートの車輪付きナイトスコープK5ロボットの使用を開始する計画を発表した。このロボットが一般大衆に受け入れられるかどうかはまだ疑問だ。同局は2021年にスポットロボットの実験を行ったが、世論の反発を受けて運用を中止した。この新しいナイトスコープのロボットは、巨大な卵に変身したR2-D2とも言えるし、あるコメント投稿者が指摘したように「ディズニー版のダーレク」とも言える。
人間による警備の分野は今のところ安全かもしれませんが、自動化された移動ロボットは間違いなく 私たちの生活に大きな影響を与え続けるでしょう。問題は、それらが公の場に現れるのか、それとも倉庫や工業施設の壁の後ろに隠れるのかということだ。
自律移動ロボットの設計には、 ブラシレスDC (BLDC) モーター、 センサー 、 電源などのさまざまな主要コンポーネントが含まれます。これらの製品やその他の製品をArrow.comでご覧ください。
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