少子高齢化時代の労働力不足を救う、次世代産業用ロボットの革新
第１回 AIロボット革命──NEC『世界モデル』が切り拓く未知環境対応の最前線

少子高齢化と学歴の底上げ傾向が続く日本で、肉体労働を担う若年労働者の急激な減少は、今や待ったなしの状況となっている。国立社会保障・人口問題研究所の将来推計（出生中位［死亡中位］推計）によると、2030年の総人口は1億1,662万人。総務省が発表した2023年「人口統計」から予測すると、その人口を支える2030年時点の22歳から40歳までの労働者人口は約850〜900万人と推定される。いかに少ない人数で労働作業を効率化にこなすか……未来の肉体労働はロボットと人間の協働にかかっている。

目次

• 学習していない未知の環境でも柔軟に対応できるロボット
• 変化する環境や複雑な作業をロボットが自ら判断し、適応して遂行

学習していない環境でも対応できる「世界モデル」を応用したロボット

すでに数多くの肉体労働の現場に導入されているさまざまな産業ロボット。そこに革命を起こしつつあるのが、2023年にNECが発表した「世界モデル」という概念を応用したロボットだ。従来の産業ロボットは、特定の作業を遂行するためにヒトが細かい動きやセンサーによる状況判断をプログラムする必要があった。そのため、作業内容が変化したり、物品が異なったりするたびに再プログラムが求められ、作業の柔軟性を欠いたり、高度な作業の自動化が困難であった。しかし、NECが発表した新しい技術は、この課題を解決する可能性を秘めている。

「世界モデル」とは、「外界から得られる観測情報に基づき、外界の構造を学習によって獲得するモデル」だ。AIに学習させたデータの集約だけでなく、実世界の「構造」を理解させる技術だ。これを応用することで、ロボットに実世界の構造や動作の結果を予測・推定させる。例えば、物体が壁の陰に隠れている場合、その背後に何かが存在している可能性をAIが予測することができる。これは、ロボットの動作をより的確にするための鍵となる。私たち人間は普段、意識せずにこのような予測や推論を行いながら行動している。例えば、物を持つ際には重さやバランスを無意識に感じ取って動かすことができるが、このような「無意識的な常識」や予測のプロセスをロボットに取り入れることが、この技術の特徴である。NECでは、この予測能力をロボットに導入し、学習していない未知の環境でも柔軟に対応できるようにすることを目指している。

変化する環境や複雑な作業をロボットが自ら判断し、適応して遂行

この技術の進化によって、これまで難しかった複雑で多様な動きが可能になった。たとえば以前の技術では箱の中に物をきっちり詰めるような作業を正確に行うことは難しかった。なぜなら、物を“押す”や“引く”という動作をロボットがうまくこなすことができなかったからだ。ロボットアームが物を押したり引いたりする動作は、実は非常に高度な技術を要する。ロボットアームが物体を所定の位置に正確に押したり引いたりするためには、物体の位置や力加減を非常に精密に制御する必要がある。しかし、人間は指の感覚を使ってこれを直感的に行っているため、あまり意識せずに操作できてしまう。これに対し、ロボットは感覚機能が限られているため、このような動作は非常に難易度が高いとされていた。

NECの新技術では、この課題を克服し、ロボットが“押す”や“引く”という動作を正確に実行できるようになった。これにより、物が雑然と置かれた状態や、不規則な配置であっても、ロボットは物を適切に処理し、必要な動作を柔軟にこなすことができるようになった。具体的には、ロボットが物体の重心や形状を認識し、物体を移動させる際に生じる力を計算することで、精度よく“押す”や“引く”動作が可能となった。

例えば、アームが物の中心を捉えなければ物体は回転してしまい、重心を正確に把握しなければ倒れてしまう。このような細かい調整を、これまでは人間が無意識のうちに行っていたが、ロボットではそれを計算で補う必要がある。この計算能力をAIが担うことで、ロボットはより繊細で複雑な動作を自律的に行えるようになった。

さらに、この技術はただ単に物体を扱う能力を向上させただけでなく、作業の柔軟性や適応性も飛躍的に向上させた。これまで自動化が難しかった、変化する環境や複雑な作業をロボットが自ら判断し、適応して遂行することが可能になった。この進化により、従来の産業ロボットが対応できなかった作業、例えば、整理整頓や仕分け、さらには物品が不規則に配置されている環境での作業も効率的にこなせるようになったのだ。

このような技術革新により、今後は製造業や物流業界において、ロボットの役割がさらに拡大し、人手不足の解消や作業環境の安全性向上にも寄与することが期待されている。また、この技術が普及することで、ロボットはますます柔軟で知能的な作業を自律的にこなすことができ、社会全体での効率化や生産性向上が実現されることとなるだろう。NECが進める「世界モデル」の応用が、産業ロボットの新たなスタンダードとなれば、未来の働き方はまたひとつ、大きく変わる。