産業用ロボットとは、工場や製造現場で人間の代わりに様々な作業を自動的に行う機械です。これらのロボットは、効率的で正確な作業を24時間休みなく行うことができ、生産性の向上や品質の安定化に大きく貢献しています。例えば、皆さんが普段使っているスマホやPCなどを生産するときにも、部分的に産業用ロボットが使われています。

サービスロボットとの違いは？

最近、ファミレスで見かけるようになった配膳ロボットや災害時に救助支援を行うレスキューロボットなどのサービスロボットとの違いとしては、製品の生産を手助けするかしないかです。産業用ロボットは製品の生産を手助けしますが、サービスロボットは製品の生産の手助けを行いません。

ちびロボ君

つまり、僕はサービスロボットの一種ということになるね

産業用ロボットの種類

多関節ロボット（アームロボット）

多関節ロボットは、人間の腕のような動きを再現できるロボットで、主に自動車産業や重工業で使われます。自由度が高いため、複雑な作業にも対応できます。

主な特徴

• 軸の数：通常6軸（回転、上下、左右、前後の移動が可能）
• 用途：溶接、塗装、組立、部品の搬送
• メリット：複雑な動作が可能、作業範囲が広い
• デメリット：価格が高く、設置や運用に専門知識が必要

代表例：
自動車工場では、ドアやエンジンを組み立てたり、溶接作業を行う多関節ロボットが活躍しています。ここではトヨタさんの動画を紹介しておきます。

2. 直交ロボット（XYZロボット）

直交ロボットは、3つの直線的な軸に沿って動くため、単純で正確な動きが得意です。精密部品の組み立てや搬送装置の一部として広く使用されます。

主な特徴

• 構造：縦（Y軸）、横（X軸）、奥行き（Z軸）に直線移動
• 用途：製品の搬送、部品配置、3Dプリンタの制御軸
• メリット：設計・制御が簡単、比較的低コスト
• デメリット：直線的な作業しかできず、複雑な動作は苦手

代表例：
プリンターやCNC加工機でも直交ロボットが使われ、精密に部品を移動させます。ここではIAIさんの直行ロボットの動画を紹介しておきます。

3. スカラロボット（SCARA:Selective Compliance Assembly Robot Arm）

スカラロボットは、水平面での作業に特化したアーム型ロボットで、主に高速な組立作業に使用されます。

主な特徴

• 構造：2本の水平軸を持ち、上下の動きも可能
• 用途：電子部品の挿入、ネジ締め、製品の組立
• メリット：高速で正確、コンパクトな設置が可能
• デメリット：水平面の作業に限られる

代表例：
スマートフォンの基板に部品を取り付ける際に活躍します。ここではヤマハさんのスカラロボットの動画を紹介しておきます。

4. パラレルロボット（デルタロボット）

三角形のリンクを持つパラレルロボットは、軽量物の高速ピッキングに特化しており、食品や医薬品の製造ラインでよく使われます。

主な特徴

• 構造：複数のアームが一つのベースから支えられ、三次元空間で動く
• 用途：食品包装、製品の高速仕分け
• メリット：高速で精度が高い、軽い物を効率的に扱える
• デメリット：重い物の取り扱いには不向き

代表例：
製菓工場で、ベルトコンベアを流れるお菓子を瞬時に仕分けます。ここではファナックさんのパラレルリンクロボットの動画を紹介しておきます。

5. 協働ロボット（コボット）

協働ロボットは、人と一緒に安全に作業できる設計になっています。センサーや力覚フィードバック機能により、人にぶつかると自動停止するなどの安全機能が充実しています。

主な特徴

• 構造：多関節アームに加え、安全センサーを搭載
• 用途：部品の組立補助、検査、軽作業
• メリット：人と同じスペースで働ける、安全機能が充実
• デメリット：大型で重い作業は苦手、作業速度は遅め

代表例：
作業員の隣で部品を渡したり、簡単な組立作業を補助します。ここでは株式会社アールティさんのからあげの盛り付け作業を人と一緒に行っている協働ロボットの動画を紹介しておきます。

ちびロボ君

産業ロボットの中にもいろいろな種類があるんだね

以上、産業ロボットについて、解説してきました。

普段生活している中では、産業ロボットが目に入ることはほとんどありません。しかしながら、産業ロボットが人の代わりに製品を生産することで、我々が安価で製品を入手できていることは確かです。これからの社会的にますます、産業ロボットが活躍し、人の生活がよりよくなることが期待されています。

皆さん、ロボットはどのような部品で作られていると想像できるでしょうか？

結論から言うと、基本的な構成要素は「センサー」と「コンピューター」、「アクチュエータ」となります。「センサー」と「コンピューター」はなんとなくわかりますが、「アクチュエータ」って何？と思ったのではないでしょうか？「アクチュエータ」とは、動力源と機構部品を組み合わせて、機械的な動作を行う装置のことであり、例えばモータもアクチュエータの一種になります。

もう少し、理解しやすいように人間の器官に例えて説明します。まず、「センサー」は人間でいうと目とか鼻とか耳とか五感を感じることができる器官に相当します。次に、「コンピューター」は人間でいうと考えることができる脳に相当します。最後に「アクチュエータ」は人間でいうと腕を曲げたり伸ばしたりできる筋肉や関節に相当します。

ちびロボ君

下の表で理解するとわかりやすいよ！

ロボット君の挙動を実際に見てみよう！

ここで実際のロボットの挙動を通して、「センサー」と「コンピューター」、「アクチュエータ」の役割を理解するためにロボット君に登場してもらいましょう！

ロボット君がリンゴをとるとき、どのようにリンゴをとるのでしょうか？

ちびロボ君

ロボット君とは親戚です。

センサー（感じる）

ロボット君が自分の目（センサー）でリンゴがどれくらいの位置にあるのかを確認しています。

コンピューター（考える）

ロボット君が自分の脳（コンピューター）で、先ほど取得したリンゴの位置データから自分の関節（アクチュエータ）をどれくらい動かせば、リンゴをとることができるのかを考えます。そして、自分の関節（アクチュエータ）に指令を出します。

アクチュエータ（動かす）

ロボット君が自分の脳（コンピューター）から出された指令をもとに、自分の関節（アクチュエータ）を動かします。そして、リンゴをとることができるのです。

ちびロボ君

リンゴはスタッフで美味しく頂きました、、、。

まとめ

どうでしょうか？ロボットの基本的な構成要素を理解できたでしょうか？

こうして、ロボットの挙動から構成要素を考えると、構成要素の役割が明確になりますよね。とりあえず、この記事では、ロボットの構成要素は３つあって、１つ目は感じるためのセンサー、２つ目は考えるためのコンピューター、３つ目は動かすためのアクチュエータと覚えていただければ幸いです。

私たちの生活において、ロボットはますます身近な存在になっています。

しかし、ロボットとは何か？

と問われたときに、ちゃんと答えられる人は少ないのではないでしょうか？

私自身、理系の大学院に所属しておりますが、それをいきなり問われれば口がちゃんと動きません笑。

そこで、ロボットの基礎知識について解説していきます。

そして、この記事を読めば、なんとなくロボットを理解できた気がする程度になれば幸いです。それでは行きましょう！

ちびロボ君

初心者でもわかりやすく解説していくから安心してね！

ロボットの定義

まず、ロボットといわれて、何を思い浮かべるでしょうか？ドラえもんとか鉄腕アトムとか、、、。

最近でこそ、ロボット掃除機やファミレスでよく見かける配膳ロボットなど人型じゃないロボットを見聞きするようになりましたが、人型の機械を連想することが多いのではないでしょうか？

「ロボット」という言葉の語源は、1920年にチェコの作家カレル・チャペック（Karel Čapek）が書いた戯曲『R.U.R.（ロッサムズ・ユニバーサル・ロボット）』にあります。この作品で「ロボット」という言葉が初めて使われました。彼の兄であるヨセフ・チャペックが「robota（労働、奴隷）」というチェコ語を元に「robot」を考案したと言われています。チェコ語の「robota」は「強制労働」や「労働」を意味し、ロボットが人間に代わって働く機械的な存在として描かれたことが由来です。

そこから、「ロボット」という語義が多様化していき、最近では「人の代わりになんらかの作業を、ある程度の工程なり手順なりを自動的かつ連続的に（かつ効率的に）行うもの」という定義になりました。

確かに先ほど触れたロボット掃除機や配膳ロボットなども人の代わりに自動的に作業を行ってますね！

ロボットの歴史

次に、ロボットの歴史について、軽く触れておきましょう。

古代から中世

古代ギリシャやローマでは、アルキメデスやヒーロー・オブ・アレクサンドリアのような科学者が、水力や風力を使った自動装置を考案しました。これらは現代のロボットには程遠いものの、自動機械の始まりを示しています。

18〜19世紀

18世紀のヨーロッパでは、時計職人や技術者が自動人形（オートマタ）を製作しました。これらは精巧な歯車やバネを使い、人間や動物のような動きを再現しました。

19世紀には、産業革命が始まり、機械の自動化が進みました。これはのちに工業用ロボットの基礎となりました。

20世紀初頭

1920年に、カレル・チャペックの戯曲『R.U.R.』で「ロボット」という言葉が生まれ、機械的な労働者の概念が広まります。

1950年代になると、アメリカのSF作家アイザック・アシモフが「ロボット工学三原則」を提唱し、ロボットの倫理や未来像が描かれました。

20世紀後半

1961年には、世界初の工業用ロボット「ユニメイト（Unimate）」が導入され、自動車工場で溶接作業を行うなど、ロボットの実用化が始まりました。

1970〜80年代には、ロボット技術がさらに進化し、産業界に広く普及。日本をはじめとする各国で、製造業におけるロボットの導入が加速しました。

21世紀

現代では、産業用ロボットだけでなく、AIを搭載したロボット、介護や医療、教育、サービス分野で活躍するロボットが登場し、ますます日常生活に溶け込んでいます。特に、人型ロボットや自律移動するロボットの開発が進み、未来社会に向けた期待が高まっています。

ロボットの種類

ロボットを大きく分けて、産業用ロボットとサービスロボットに分けることができます。詳しい定義については後で触れますが、わかりやすい違いとしては何か製品の生産に関わるかどうかです。産業ロボットは製品の生産を人の代わりに手助けするロボットですが、サービスロボットは生産に関わらずに人の役に立つロボットです。

産業用ロボット

産業用ロボットは、工場や製造現場で使われるロボットです。主に自動化や効率化のために導入され、特定のタスクを繰り返し行うように設計されています。

ちゃんと定義を知りたい人向けに産業用ロボットの定義を紹介すると、以下のようになります。

ちびロボ君

マニピュレーターって何？

マニピュレーターとは、JIS B 0134：2015によれば、互いに連結され相対的に回転又は直進運動する一連の部材で
構成され，対象物（工作物，工具など）をつか（掴）み，通常，数自由度で動かすことを目的とした機械。 と定義されていますが、要は産業用ロボットのアームの部分です。人間でいうと、肩から手首までの部分に相当します。

• 例: 溶接ロボット、組立ロボット、塗装ロボット
• 用途: 自動車製造、電子機器の組立、食品加工など

産業用ロボットの詳しい解説は以下の記事に書いています。興味があれば読んでみてください。

2024年10月20日産業用ロボットって何？

サービスロボット

サービスロボットは、人間と直接関わる作業を行うロボットです。ホテル、飲食店、医療施設、家庭など、さまざまなサービス業界で使用されています。最近の身近なところをいうと、ファミレスで人の代わりに配膳するロボットとか変なホテルでの接客ロボットとかあります。

ちゃんと定義を知りたい人向けにサービスロボットの定義を紹介すると、以下のようになります。

• 例: お掃除ロボット（Roomba）、配膳ロボット、ペッパー（SoftBank）
• 用途: 清掃、接客、介護、カスタマーサポート

まとめ

ちびロボ君

なんとなく理解できればOKよ！

これまでロボットの定義から種類、歴史について説明してきました。なんとなくロボットについて理解できたでしょうか？とりあえず、ロボットは人の生活をよりよくする自動機械であると理解しておけば大丈夫でしょう。

昨今、chatGPTだのperplexityだの生成aiが注目されていますが、これからの時代はロボットだと少なくとも筆者は考えます。最近でいうと、ENGINEAIやUnitreeなどの中国のロボットベンチャーが盛んですが、筆者の思いとしては日本でよりロボットベンチャーが盛んであってほしいと切に願います。

本ブログでは、最新のロボットニュースを初心者にわかりやすく解説する予定です。そして、少しでもロボットに興味を持った人が、日本のロボット業界を盛り上げてくれると幸いです。