人、システム、ロボットが効率的に調和して機能するには、高度なセンサー、堅牢な接続性、さらにはAIが必要です。
工場や倉庫で働いている場合、ロボットが同僚になる可能性が高いでしょう。
製造環境が インダストリー4.0 の変革の取り組みと、サプライ チェーン全体および流通施設へのイノベーションの拡大によってさらに進化するにつれて、自動化ロボットの使用は急速に増加し、多様化しています。また、ロボットが人間の従業員と同じスペースを使用することも増えており、新たな安全上の懸念が生じています。
安全対策の強化 の要求と、ロボットがより複雑なタスクを実行する必要性が相まって、ロボットはよりスマートになる必要がある。 また、より機敏である必要があり、そのためにはより高度なコンピューター ビジョンとモーター制御テクノロジが必要です。また、人、システム、ロボットが効率的に調和して機能するには、安全性に影響を与える可能性のある問題を防ぐために、タイムリーなコミュニケーションと予測メンテナンスをサポートする強力な接続性が必要です。
産業用ロボットが動き出す
工場の現場でロボットが使われるのは目新しいことではないが、もはや人間とは切り離された存在ではない。製造業の進歩により、人間とロボットの作業スペースが重なり合い、「コボット」と呼ばれることもあります。
自動車工場では、ロボットがラベル付け、溶接、取り扱い、塗装、組み立て、切断、さらには危険物質の注入などの作業を担当しています。一部の工場では、ロボットを使用してカムシャフトにグリースを塗ったり、エンジンにオイルを充填したり、品質検査を行ったりしています。他の業界では、ロボットが完成品の組み立て、梱包、パレット積みを行うこともあります。工場現場であろうと倉庫であろうと、今日のロボットはより機動性が高く、マシンビジョンやAIシステムなどの電子部品を搭載しており、自律的に動作してさまざまな状況に対応できます。倉庫内にドローンを配備し、レーザーやマーカーの誘導なしに、アクセスが困難なエリアを含む施設全体の在庫をスキャンすることも可能になるかもしれません。
製造および流通におけるロボット自動化の主な目的は、人間の労働者が行う反復的で骨の折れる作業や、本質的に危険な作業を引き継ぐことです。しかし、どのような環境にもロボットを追加すると、特にロボットがより移動しやすくなり、共有スペースで人々と協力するようになるにつれて、対処しなければならない安全上の懸念が生じます。
協働ロボットの安全性は技術にかかっている
産業用ロボットが倉庫や工場現場で広く使用されるようになり、多用途かつ強力になるにつれて、ロボットの安全性がさらに重要になります。作業員がロボットとやり取りしたり、共有スペースで作業したりするたびに、重傷や致命傷につながる事故が発生する可能性があります。
場合によっては、プログラミング、セットアップ、テスト、メンテナンスの目的で作業者がロボットと対話する必要がある場合を除き、ロボット自体を人間から隔離することができます。ロボットシステムはそれぞれ異なるため、個別に評価する必要があります。たとえば、溶接を行うロボットは、溶接カーテンや連動した周囲ガードなどの予防措置によって管理されます。しかし、ロボットの種類によって危険性は異なります。特に、倉庫環境全体に在庫を配送できる自律移動ロボット (AMR) などの移動性の高いロボットは危険性が高くなります。これは、特にロボットが専用のトラックなしで場所間を移動できる場合、人の交通とロボットの交通が重なり始める場所です。
ロボットが環境を自律的に移動する能力は、地図、搭載されたコンピューティング機能、そして センサー安全性の確保にも貢献します。人間の間を移動しながら作業するロボットの優れた例として、安全の観点から管理する必要があるものが挙げられます。 自律走行車 工場や倉庫内のさまざまな場所から製品や資材を運ぶ無人搬送車（AGV）。これらのAGVは、動的環境で危険物や重い物を移動させる場合でも、人の安全を危険にさらすことなく、人の近くで作業を実行できます。
現在、共有スペースにおけるロボットのコラボレーションには4つのモードがあります。最初のモードには明確な境界があり、感知装置は通常はライトスクリーンやレーザースキャナー、フロアマットなどを使用して、ロボットと人間が同時に空間を共有しないようにし、それらのセンサーに依存する安全システムによって調整されます。あまり一般的ではないコラボレーションの形態としては、ロボットアームが「フロート状態」と呼ばれる状態になり、掴んで誘導できるようになるというものがあります。
ISO 10218で定義されている3番目のコラボレーション モードは、最初のモードのより洗練されたバージョンです。速度と距離の監視機能により、ロボットの位置と速度は人との距離に基づいて調整されます。ここでは、ロボットが人間の作業員に近づきすぎると、安全評価された監視停止まで到達することもできます。4番目のコラボレーションはまだ生まれていません。3番目と同様に、このロボットも変調を採用していますが、この場合、ロボットは誤って人間の作業員に遭遇したときに力と動力を制限するようにプログラムされています。これは、人体のさまざまな場所を数十箇所定義し、体の痛みの限界を定義して、どの程度の力を加えることができるかを知らせるISO TS 15066に準拠しています。
センサーは、人々が近くにいる環境で協働ロボットを誘導する上で大きな役割を果たしますが、安全なロボット速度の定義と設定を支援することで、ロボットの動きを特定の機能に必要な範囲に制限するソフトウェアも同様に重要な役割を果たします。人が近づいたときにロボットに完全に停止するように指示するのではなく、速度を落とすことで、安全性を維持しながら生産性を向上させることができます。ソフトウェアは、ブレーキの信頼性などのメンテナンス チェックもサポートします。
よりスマートな工場には、より安全でスマートなロボットが必要
協働ロボットが生産環境で一般的になるにつれ、より高度な自動化をサポートするために、協働ロボットが人間とより密接に連携するようになりました。これは、ワイヤレス ネットワーク ベースの人工知能 (AI) によって部分的にサポートされています。キャップジェミニ・リサーチ・インスティテュートは、5Gを活用した「スマートファクトリー」が2023年までに世界経済に1.5兆ドルから2.2兆ドルの利益をもたらすと予測しており、5Gネットワークはロボット機器やデバイスに、インターネットやその他の接続デバイス、クラウドへのより高帯域幅で低遅延の接続を提供する。ワイヤレス5Gにより、アップデートや再構成のためにコンピューターに接続する必要がなくなるため、より多くのモバイル型協働ロボットが実現可能になります。
工場の安全性の将来は、ロボット自体によってもサポートされる可能性があります。現代自動車グループは昨年、ボストン・ダイナミクスと共同で現場の安全を支援する「工場安全サービスロボット」を発売した。このロボットは、AI、自律ナビゲーション、統合型サーマルカメラと3D LiDAR、遠隔操作技術を搭載しており、オフィスの従業員が遠隔地から工業地帯を観察・調査し、危険を検知して管理者に警報を送ることを可能にします。
これは、現代の製造環境の継続的な進化を示すもう一つの好例です。
