産業用ロボットは、一般的に「3軸以上の自由度があり、プログラムによって自動制御可能なマニピュレーションロボット」のことを指すし、分類すると下記のようになる。
垂直多関節ロボット：軸数： 4～7軸
垂直多関節ロボットは、産業用ロボットの中でも現在主流となっている、人間の腕に似た形状が特徴のロボットです。事前に作業動作を記憶させ導入することによって、これまで人の手に頼らざるを得なかった高難度の緻密な作業を代替して実行することができます。現在、主に溶接や搬送作業に導入されています。
水平多関節ロボット：軸数： 4軸
水平多関節ロボットは、水平方向の動作に特化した産業用ロボットで、スカラロボットとも呼ばれています。産業用ロボットの中でもシンプルな構造であることと、水平方向の高速な動きを得意とすることが主な特徴です。現在、主に基板の組み立て作業などに導入されています。
パラレルリンクロボット：軸数： 4～6軸
パラレルリンクロボットは、従来の産業用ロボットが課題とするコストの高さを解決するために生み出されたロボットです。パラレルリンク機構という並列に構成された複数のリンクでロボットを制御する方式と、天井から吊り下げる形での設置が主な特徴です。現在、主にピッキングや組み立て作業に導入されています。
直交ロボット：軸数： 2～4軸
直交ロボットとは、2つから3つの交差する直線的なスライド軸を中心としたパーツで構成された産業用ロボットです。非常にシンプルな構造で精密な動作が可能であることと、導入後のコストパフォーマンスの高さが主な特徴です。現在、主に組立作業や搬送工程に導入されています。
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産業用ロボットは、AIやIoT技術などの進化により、機能や性能が向上することが予想されています。特に、以下のような展望があります。
人間との協働作業の実現
産業用ロボットは、人間が行うことが難しいような高度な作業や、危険な作業を代替することができます。しかし、人間と産業用ロボットが協力して作業を行うことで、より柔軟かつ高度な作業が可能になります。例えば、人間が行うことが必要な部分については、人間が行い、産業用ロボットが人間の補助をすることで、作業効率が向上することが期待できます。これによって、生産性や品質の向上などが期待できます。
新しいビジネスモデルの創出
産業用ロボットの導入によって、新しいビジネスモデルが創出されることが期待されます。例えば、人間が行っていた作業を産業用ロボットが代替することによって、人間の時間や労力が削減されます。そのため、人間がより付加価値の高い業務に集中することができ、ビジネスの付加価値が向上することが期待できます。また、産業用ロボットを活用した新しいサービスや製品の開発なども期待されます。
自己学習型の産業用ロボットの登場
産業用ロボットには、あらかじめプログラムされた動作を行うものと、人工知能を活用し、自己学習型の産業用ロボットが登場しています。自己学習型の産業用ロボットは、人間の判断が必要な作業にも対応でき、より高度な作業が可能になります。また、自己学習型の産業用ロボットは、過去のデータから学習し、自らのアルゴリズムを改善することができます。これによって、作業の正確性や生産効率の向上などが期待できます。
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▼粉末床溶融結合方式（PBF）
パウダーベッドフュージョン、パウダーベッド方式とも呼びます。
金属3Dプリンターの多くが粉末床余裕結合方式を用いており、現在もっともメジャーなプリント方式となっています。
世界的に有名なEOS社、3D Systemsをはじめとし様々な企業から粉末床溶融結合方式を用いた3Dプリンターが販売されています。
●仕組み
金属粉末をパウダーベッドという容器に一層ずつ敷き詰め、3Dデータに基づき必要な範囲を熱レーザーで焼き固めていき造形する方法です。
造形後は化石の発掘作業のように周りの余分な金属粉末を払い、取り出していきます。
ここで使用されなかった金属粉末は再利用することができます。
イメージとしては、粉末状の樹脂を熱で焼き固めることで造形する「粉末焼結方式」と似ています。
●メリット
寸法精度に優れる
●デメリット
造形時間がかかる、造形エリアが広くない
▼指向性エネルギー堆積法（DED）
メタルデポジッション方式とも呼びます。
●仕組み
熱エネルギーを材料に収束させることで材料を溶解し、作りたい形へと結合させ、それを積層させていく方式です。
粉末床溶融結合方式と比較すると造形後の手間が変わってきます。
粉末床溶融結合方式では造形後に金属粉末を払ったり、造形の際に使用しなかった金属粉末を再利用できるようにふるいにかけるなど諸々の作業が必要となりますが、指向性エネルギー堆積法ではそれらが不要になります。
●メリット
高速造形可能、大きなものも造形可能
●デメリット
表面仕上がりを重視する場合、積層痕が残るため不向きである
▼熱溶解樹脂積層方式（FDM/FFF）
樹脂を材料とする3Dプリンターを知っている人には馴染み深いプリント方式であるFDMですが、金属3Dプリンターにおいても用いられます。
●仕組み
一般的な3Dプリンターでは馴染み深い「熱可塑性樹脂」に金属粉末を入れ、通常の熱溶解積層方式と同様一層ずつ下から上へ積み上げ造形していきます。
金属3Dプリンターにおいて一般的な熱溶解積層方式と異なるポイントは「造形後に金属以外の成分を抜く」という点です。
熱可塑性樹脂はあくまでバインダー（固着剤）としての役割のため、それを「造形後に抜く」ことで金属のみを残すというわけです。
この工程を「脱脂」と呼びます。
●メリット
設備価格が安価なため導入しやすい
●デメリット
金属密度が低い
▼アーク溶接方式
海外メーカー製3Dプリンターが多い中、日本（武藤工業）においてもアーク溶接方式を用いた金属3Dプリンターが既に開発されています。
●仕組み
既存の半自動溶接機の原理を3Dプリンターにも応用し、溶接機がX・Y・Z軸に動くようにすることで立体物を造形していきます。
※アーク溶接とは
アーク溶接とは金属を接合させる溶接方法です。
細かくは様々な方式に分かれますが、おおまかな概要とし、空気中での放電現象を使用することで金属を結合させることを意味します。
この放電現象では高温かつ強い光（スパーク）を発生します。アーク溶接機は、シールドガス（ガスの種類はいくつか種類がございます）で覆うことで溶接不良を防ぎ安定した精度を実現させます。
●メリット
比較的安価で導入しやすい、幅広い分野での活用が可能、金属粉末を材料とする金属3Dプリンターより材料費が安価である
▼バインダージェット方式（BJT）
結合噴射剤とも呼びます。小型のものを造形する際に適している造形方式です。
●仕組み
一般的な3Dプリンターのプリント方式の一つであるバインダージェット方式と基本的な仕組みは同じです。
粉末状の樹脂に結合剤を噴射し材料を固めていくように、粉末状の金属に結合剤を噴射することで金属粉末同士を結合させ造形していきます。
ただ金属3Dプリンターのバインダージェット方式では、造形後に結合剤を除去することで完成となります。
●メリット
表面の仕上がりが滑らかである。造形速度が速い。
●デメリット
金属密度が低い
▼液体金属堆積法
Liquid metal jet printingとも呼ばれ、いわば液体金属バージョンのインクジェット方式3Dプリンターとなります。
●仕組み
金属の懸濁液（金属粒子が分散している液体）をカートリッジ（簡単に着脱できる部品のことで、プラスチックケースの場合が多い）に充填させます。
そのカートリッジ内の液体金属を高温で結合させ積み重ねていくことで造形していくプリント方式です。
●メリット
表面の仕上がりが滑らかである、ゆがみが起きにくい
●デメリット
発展途上のプリント方式といえるため、機種の選択肢が少ない
▼超音速堆積法
●仕組み
方式名のとおり金属3Dプリンター内最速の造形スピードを誇ります。
ロケットノズルより超高速で粉末状の金属を吹き付け、その勢いによって金属を結合させていきます。
これからの技術発展が期待される方式ですが、現段階で既存金属3Dプリンターの100〜1,000倍速く造形することが可能となっています。
●メリット
超高速造形が可能
●デメリット
開発が発展途上なため、機種の選択肢が限られる
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ACモーターの動作原理は、電流の磁気効果（電流が磁場を生成する）によるものであり、磁場はフレミングの左手の法則に従って生成されます。 親指は導体の移動方向を表し、人差し指は磁場の方向を表し、中指は電流の流れの方向を表します。 導体に通電すると、導体の周囲に新しい磁界が発生し、この磁界が元の磁界を押して力を発生させます。 ACモーターは固定子と回転子で構成されています。 固定子が固定されているため、回転子は相互作用によって発生する力の方向に移動します。
ローター
ACモーターのローターは、かご形ローターと巻線型ローターに分けることができます。 かご形回転子構造は、積み重ねられたケイ素鋼板のスロットにアルミニウム水を注入して内部にかご形棒の形状を生成し、次にケイ素鋼板の両端にダイキャスト短絡エンドリングを形成したものです。 より優れた電気伝導率と効率が必要な場合は、アルミニウムの代わりに銅を使用することもできます（例：電気自動車のモーター）。 かご形タイプは、A、B、C、Dなど、ACモーターの出力特性と始動特性が異なるさまざまなタイプのリスケージに分類できます。 巻かれた回転子の巻線は固定子に似ており、可変抵抗器で速度を調整できますが、構造が複雑で安定性が劣ります。 現在、ほとんどの機能は周波数インバーターを備えたかご形モーターに置き換えられています。
固定子
ACモーターが作動しているとき、固定子は固定ユニットです。 これは通常、鉄心と銅コイル巻線で構成されています。 鉄心構造は、厚さ0.3〜0.5mmのケイ素鋼板で作ることができます。 コイル巻線を介して電流磁気効果が発生し、推力が発生してローターをさらに回転させます。 一般的なACモーターの固定子には、分散型巻線固定子と集中型巻線固定子が含まれます。 分散巻線のコイルは、特定の規則とピッチに従って鉄心に巻かれ、通電後にさまざまな磁極が作成されます。 ほとんどのACモーターは、分散巻線を備えた固定子を使用します。 集中巻線は、凸状の固定子コアに巻かれた長方形のコイルです。 このタイプは、DCモーターおよびユニバーサルモーターでより一般的に使用されます。
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人間の作業を効率化し、人手不足を解消
人工知能(AI)は人の言葉を理解して、返答したりすることが可能なので、近年は受付や配膳を行ってくれる人工知能(AI)が普及しています。
日本は少子高齢化により、労働力の減少が懸念されていますが、人工知能(AI)ロボットはそんな人手不足を解消に役立っています。
人工知能(AI)とロボットによって自動化される仕事は7％にも及ぶとされ、今後も需要が広がっていくと期待されています。
高いコミュニケーション能力でペットや家族の一員に
人工知能(AI)は高いコミュニケーション能力があることから、ペットや家族の一員としても受け入れられています。
何気ない雑談をしたり、歌やダンスなどでオーナー様を楽しませてくれたり。
かわいいビジュアルをしたものも多いので、大人から子供まで幅広い人気があります。
このように、ビジネス的な観点だけでなく、人とロボットが家族の一員として共存する。そんな社会はもうすぐそこまで来ています。
人工知能(AI)×IoT(モノのインターネット)との連携でより豊かに
人工知能(AI)はIoTとの組み合わせで真価を発揮します。
人工知能(AI)が更なる発展を遂げて、現実世界で活用されるようになるには、大量のデータ取得が必要。
そのデータ取得に役立つのが、すべてのモノにインターネットをつなげるIoT(モノのインターネット)です。
人工知能(AI)とIoTを組み合わせることで、さらに多くのデータ分析が可能になります。
例えばIoT端末で、家電やウェアトラブル端末などの、ユーザーの行動をリアルタイムで数値化し、人工知能(AI)がクラウド上で分析することで、今以上に快適なサービスを受けられるようになることに繋がるのです。
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