介護ロボットと聞くと、介護作業もこなせる人型ロボットというイメージを持つ方もいるかもしれません。
実際のところは、どういったものが介護ロボットとみなされているのでしょうか。介護ロボットの定義や注目されている背景、現状についてみていきましょう。
介護ロボットとは
介護ロボットとは、情報を感知し、判断し、動作するという3つの要素を持っている知能化した介護機器のことです。
装着型パワーアシスト・歩行アシストカート・自動排せつ処理装置・認知症の方の見守りセンサーなどが介護ロボットにあたります。
介護ロボットの目的は、利用者の自立をサポートすることと、介護者の負担を軽減することです。現在、さまざまな介護ロボットが開発されて、介護現場で使われ始めています。
介護ロボットが注目される背景
高齢者の数に対して介護者が不足しているため、介護ロボットの普及によって人手不足の解消や負担の軽減に役立つのではと期待されています。
厚生労働省の試算では、日本の人口において75歳以上の高齢者が占める割合は、ますます増加するという予想です。
2016年時点では、75歳以上の高齢者の割合は13.3％（1,691万人）でしたが、2030年には19.2％（2,288万人）、2065年には25.5％（2,248万人）になるとされています。
75歳以上の高齢者の割合が増加していくのに対し、15～64歳の人口は減少していくため、対策を何も取らないと、年を追うごとに人手不足が深刻になっていくでしょう。
国の試算では、2020年度末までに約26万人、2025年度末までに約55万人を新たに介護人材で確保する必要があるとしています。
そのために、介護職員の処遇改善・離職防止・定着促進・生産性向上などの取り組みが急務となっているのです。
介護ロボットによって介護の現場の処遇を大幅に改善することがあれば、介護人材を確保することも容易になってくるのではと期待されています。
介護ロボットの現状
現在、経産省が中心となって民間企業・研究機関での介護ロボットの開発を支援、厚生労働省が中心となって開発された介護ロボットの実証実験を介護現場で行っています。
ただ、開発は進んでいるものの、まだ一般的に普及はしていないというのが現状です。全国の介護保険サービスを行う事業所を対象にした調査では、75.4％が介護ロボットを導入していないと答えています。
導入している事業所が少ないのは、介護ロボットは介護者の代わりを担える段階にはまだ達していない、人が操作しないといけない部分もまだ多いといった理由があるからです。
とはいえ、介護ロボットを「利用したい、利用を検討したい」と考えている人は63.1％もいるというデータもありますので、将来的には普及していく可能性は十分にあります。
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自動車業界
自動車業界では、自動車の組立や溶接、塗装などが産業用ロボットの主な用途です。生産ラインにおけるFA化もより増加していることから、まだまだ自動車業界の需要は見込めます。
24時間体制で量産でき、高品質、コスト削減や生産率の向上に繋がります。高温や粉じんなど作業者の健康や体力の負荷に関わるような環境での作業も対応できるため、自動化のニーズは高いです。
半導体などの電子デバイス業界
電子デバイス業界は半導体の小型化技術が日々進んでいます。
それに伴い、大量生産によるコスト低減や半導体の高性能化において、産業用ロボットが欠かせません。クリーンルーム系や搬送系のロボットがニーズとしてあります。
家電などの電気電子業界
電気電子業界では電気・電子部品の製造プロセスにおいて半導体チップの生産や家電製品の組立、はんだ付けなどさまざまな生産工程で使用されています。
精密機械業界
医療機器や測定機器などの精密機械などにも産業用ロボットが使われています。小さい部品のピッキング、組立が主な用途です。位置精度が高く高速で作業できるパラレルリンクロボットの需要があります。
物流業界
物流業界ではピッキングロボットの需要が増加しています。人の代わりにロボットが物を運搬することで人件費削減や業務の効率化を行うことができるため、自動化が求められています。
食品業界
仕分け作業や検査の作業で産業用ロボットを導入しています。箱詰めや温度測定、衛生面の検査が自動化されてコスト削減が行われています。
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ブラシレスDCモーター
ブラシレスDCモーターは、モーター自体が小さく軽量のため、放熱しやすく連続作業に耐えるという特徴があります。効率重視の作業場面に適しています。制御回路からインバータを経由してブラシレスDCモーターに指令が届き、インバータ回路による制御機能が働きます。
ステッピングモーター
ステッピングモーターは、回転角度の調節が可能なモーターです。比較的安価で、幅広い用途に用いられています。制御装置からパルス発生器、ドライバを経由してステッピングモーターに指令が届き、ドライバを用いたオープンループ制御機能が働きます。
サーボモーター
サーボモーターは、高速かつ高精度のモーターで、近年、利用が増えてきています。高価ではありますが性能が高いので、精密さが求められる場面で使用されています。
制御装置からパルス発生器、ドライバを経由してモーターに指令が届くという仕組みはステッピングモーターと同じですが、モーターからドライバへのフィードバック、ドライバからパルス発生器へのフィードバックがある点が異なります。サーボモーターでは、ドライバを用いたクローズドループ制御機能が働いています。
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垂直多関節ロボットのアーム
産業用ロボットのアームは6軸機構が主流です。ロボットハンドやリンクはサーボモーターを通して回転する軸で直列に繋がっています。6軸の垂直多関節ロボットのアームは、先端部（ハンド）から遠い順に1軸、2軸とすると以下の構造が成り立ちます。
1軸：アーム土台の回転運動
2軸：アーム全体の上下運動
3軸：アームの関節部分の曲げ伸ばし運動
4軸：ハンドとの接合部分の回転運動
5軸：ハンドとの接合部分の曲げ伸ばし運動
6軸：ハンド先端部の回転運動
スカラロボットのアーム
スカラロボットのアームは、軸とリンクはすべて水平方向に動作します。一方、先端部のみ垂直方向に動き、ワークに対して作業を行います。スカラロボットは上下方向には剛性が高く、水平方向にはしなやかな動きが可能という特徴があります。
パラレルロボットのアーム
パラレルロボットのアームは、リンクと軸が並列に複数配置した構造となっています。リンクと軸の組み合わせにより、多様な動作が可能になります。また、並列なリンクを通して、複数のサーボモーターの出力を1点に集中することもできるので、少ない機動力で作業を行えるという特徴もあります。
直交ロボットのアーム
直交ロボットのアームは、直交するスライド軸を組み合わせた構造になっています。シンプルな構造で、動きを予想しやすい点も特徴です。リンクがスライド軸上を動くことから、ガントリーロボットと呼ばれることもあります。
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AIは自立して精度を高める仕組み
AI（人工知能）は、人の脳の仕組みを人工的に生み出そうとする概念や研究分野。現在のAIは、学習モデルの1つであるニューラルネットワークを利用することで、飛躍的に機械学習の精度が上がりました。
AIと聞いて、一般的にイメージされるのは「汎用人工知能」。これ自体は、まだ世界のどこにおいても実現していません。現在、AIと呼ばれているものは「大量のデータを機械学習を用いて処理しているもの」を指しています。
ディープラーニングなどの学習方法を利用することで、学習するほどに人工知能の精度は高まるのです。特定の分野について過去の大量のデータから学習を行い、類似した新しいものを生成できる処理が行える点がAIとロボットの違いです。
ロボットはプログラムされた動作を行う
ロボットは、プログラムされた動作を忠実に行うことが基本。自分で判断を行うことはできず、決められたことしかできません。
ロボットと聞くとフィジカルなロボットのイメージが強いですが、仕事の効率化に役立つロボットソフトウェアもロボットの一種。この記事では、センサーなどと組み合わせてAIを利用するフィジカルなロボットの実例を後ほど詳しく紹介します。
AI × ロボットにより高品質なサービスの提供が可能
AIとロボットを組み合わせることで、今後はさらに高品質で高機能なサービスの提供が可能になるでしょう。
人材不足の解消や生産性の向上などの観点から、RPAと呼ばれるロボットソフトウェアの導入が話題を集めています。
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