ベテランの「経験と勘」頼みは、もはやリスク...「職人ロボ」が製造業を変える

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＜AIロボットが自ら必要な部品とその製造法を判断し、オーダーメイドで完璧な部品を素早く作る「自動製造」は、職人技頼みの世界をこう変える＞

工場で機械が故障すると、操業がストップして大打撃を被りかねない。そこで、熟練の技術者がさまざまな道具を駆使して、できるだけ早く、正確に代わりの部品を作る。

しかし、この種の作業を担える専門技術者は減り続けている。それに、手作業という性格上、完成する部品の質は、技術者のスキルやその日の心理状態に左右される。

この2つの問題は、遠くない未来、人工知能（AI）を備えたロボットによって解決されるかもしれない。そうしたロボ職人は、人間を全く介すことなしに、さまざまな道具を使って部品を成形、切断、溶接したり、完成した部品を機械に届けたり、必要な材料を発注したりするようになると期待されている。これが「ハイブリッド自動製造」だ。

オハイオ州立大学で金属工学の教授をしている筆者は、多くの大学の研究者と共に、どうすればロボ職人を実用化できるかを模索してきた。

機械などの部品は、大量生産で作られる場合とオーダーメイドで作られる場合がある。これまでの歴史を通じて、自動化はもっぱら大量生産の領域で進められてきた。この目的で「付加製造」（いわゆる3Dプリンティング）の手法が用いられるケースも増えている。

医療現場への応用も期待大

一方、私たちは、オーダーメイドの製造を自動化するのに必要なツール群の開発に取り組んでいる。さまざまな部品を作る全過程を完全に自動的に行えるようにしようというのだ。プロセスを管理し、品質を確保するために、センサーも重要な役割を担う。

そのような自動製造システムにおいては、適切なサイズや強度を持った部品を作るために必要な無数の決定を自動的に行わなくてはならない。そこでAIの出番になる。

大量生産では有効な単一の方法論を見いだし、それにひたすら準拠するが、オーダーメイドの部品作りを自動化しようと思えば、いくつもの方法論の中からその都度適切なものを選ばなくてはならない。その際、適切な部品を作れる方法論を確実に選択するために、AIの力が必要とされるのだ。

大量生産システムほど速いペースで部品を生産することは、さすがにできない。それでも、ロボットは休みなく作業を続けられるので、人間の技術者よりは高い生産性を実現できるかもしれない。

骨折の手術では、骨を固定して治癒を促すために、さまざまな形状の金属プレートが必要になることが多い。ハイブリッド自動製造が実現すれば、病院の手術室やそのそばでプレートなどを作ることも可能になるだろう。

現状ではたいてい、医師が手術室でプレートを曲げて、一人一人の患者にフィットするように調整している。しかし、手作業は時間がかかるし、どうしても正確性を欠く。プレートの不適切な場所に力を加えれば、プレートが折れかねない。その点、ロボ職人なら手術の前にプレートを完成させることができる。

自動製造のテクノロジーは、かなり進展し始めている。ハイブリッド自動製造の実現に向けた次の課題は、「ハイブリッド化」だ。いくつものツールといくつもの方法により、いくつもの課題を成し遂げることを可能にしなくてはならない。

それでも、そのために必要な中核的要素は既にそろっている。10年後には、人間を全く介さない製造が当たり前になっているかもしれない。

Glenn S. Daehn, Professor of Materials Science and Engineering, The Ohio State University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.