企画参加とテーマ「手作業」
はい、ごきげんよう。お疲れ様です。 ヲタクと技術とコーヒーとへようこそ。パーソナリティのよへです。この配信は、好きなものをただ好きと言いたい、そんな番組です。
今回はですね、ポッドキャスト番組、「ものづくりのラジオものづくりの視点」をやっております、 支部長さんが主催されている企画、「ものづくり系ポッドキャストの日」に参加しています。
今月の共通テーマは、手作業。 自動化が進む今だからこそ大切にしたい手作業や、あえて手でやっていること、失敗した自動化などなど、手作業をテーマに自由に語ろうという企画ですので、自分も一応自分の経験も含めて参加してみようかと思います。
本業と手作業のジレンマ
自分の本業はですね、プロフィールにもあるんですけども、生産技術ですね。 大きくは工場の自動化というのをやっております。いわゆるファクトリーオートメーション、FAの仕事ですね。
工場で人が行っている作業を機械やロボットに置き換えていくっていうのがお仕事でございます。
ですのでこの手作業、これを消していこうと、今回のテーマの手作業をなくしていこうという方向なんですけども、ただですね、この仕事をやっていればやっているほど強烈に実感することがありますね。
手作業ってマジすごいなと、そう思います。
人間の手の驚異的な性能
特にですね、人間の手ですね。機械的に考えるとですね、人間の手っていうのは信じられないほど高性能なアクチュエーターなんですね。
しかもすごい微細なセンサー、超高感度なセンサーが乗っているというアクチュエーター兼センサーユニットですね。
こちら、自由度が非常に高くて細かく動かせる。
皆さん指の関節はたくさんあるっていうのは分かると思いますけども、非常に細かく動かせるっていうのはもちろんなんですけども、皮膚の表面には無数の触覚センサーが引き詰められているんですね。
一施設によると0.5ミリぐらいの2点を押した時に2点を検出するらしいですね。むちゃくちゃ細かいですね。
これがですね、触った感じだけでなくて滑りとか硬さ、柔らかさ、押し付け具合などなどを感知しながら脳が無意識で力をリアルタイム制御して掴んだりしていると。
すごいですね。物を動かす機能、掴んだりとか動かす機能プラス感触を得るっていう機能が一体化している非常に高性能なアクチュエーターです。
さらにすごいのがですね、出力の高さなんですね。こんなコンパクトなのに、人間の圧力…圧力じゃない、握力ってかなり強いんですよ。
結構細いのに握る力ですごい人は100キロとか、普通の人だと50キロぐらいは出る。男性だと50キロぐらいは出るんですね。
で、なんでこんだけ出力を出せるかっていうと、動力源の筋肉っていうのを指の外側に配置しているからなんですね。
指を動かす時の大きな筋肉っていうのの大多数が手首から肘にかけている前腕部分ですね。
こちらの方に配置されてまして、剣っていうワイヤーで指を引っ張って駆動するみたいな、そういう構造になっています。
動力源は別の場所に置いて細い剣で伝達しつつ、その先っちょには高性能なセンサーを密集させている。
手自体はコンパクトなんですけど、非常に大きな力が出せるという設計になっています。
細かく動いて、触覚も分かって、力も強い。
ロボットハンドの限界と自動化の難しさ
ロボットハンドでこれを完全に再現するのは非常に難しいんですよ。
自動化の現場ですと、この人間の手作業っていうやつをロボットに置き換えようとするんですけど、
これが本当に難しい。非常に難しい。
人間の手に近い足しハンド、たくさんの指を持っているハンドっていうのもあるんですけども、
これ作ると制御が爆発的に複雑になってくるんですね。
難しいんですよ。
なので、できるだけ簡単に簡単にしていくと、物を掴むという場合は、
2ポジションだけ、開いた閉じたという2ポジションだけのチャックで掴むっていうのが結構多いんですね。
こういうふうに要素を限界まで削ぎ落として、シンプルな条件で自動化していこうとしております。
人間だったら、ワークの向きとか位置がちょっとずれていても、見て触って判断してサッと持ち上げるんですね。
例えば、重いとか軽いとかあった場合、ちょっと滑ったとかあったら、それに合わせて指がグッと動いて持ち上げることができるんですよ。
でも、ロボットにはその柔軟性っていうのがないんですね。
人間の何気ない手作業が実は高度な処理の連続なんだなと監察されます。
ロボットの得意分野と人間の手の優位性
ただ、ロボットは特定の位置に繰り返し動作する、超正確に動作するっていうのは非常に得意です。
ここは人間とはまた違うなというところですね。
特にですね、ロボットより人間がやった方が絶対にいいなと。
ロボットは勝てないなと思っているのが、ケーブルとかハーネスとかの軟質材、柔らかいものを扱う作業ですね。
自分以前、社内で自動化推進チームみたいなのがあったんですね。
ケーブル挿入デモとロボットメーカーの事例
全然手動化ばっかりで自動化進んでいかないんで、人件費が上がった場合にやっていけんぞということで、
製品設計の形状を自動化していこうと、自動化に適したものにしていこうという推進チームがあったんで、
そこのアドバイザーとして、自動化する場合にはどんなものがいいですかみたいなのをアドバイスしていったんですけども、
その時の製品設計側の方から、六軸ロボットで柔らかいケーブルを挿入しているデモ動画っていうのを見つけましたよと言われて、
ロボットでケーブルできるじゃん、ロボットで自動化しようよって言われたことがあったんですね。
これ、展示会等々でデモを見ている方ならわかると思うんですけども、
まあないですね。
あれは他社では全然安定してできないからこそ、技術力アピールとして成り立っているという、そういうアイテムなんですね。
自分もなかなか、展示会のデモとかで見たんですけども、成功しているのを見かけたことはないですね。
タイミングが悪かったのかもしれないですけどね。
その辺、軟質材が全然ダメだなって思ったのがもう一つありまして、
以前、日本のトップクラスのロボットメーカーさんの工場見学をさせていただいたことがあるんですね。
その工場だと、ロボットがロボットを作っているという最新鋭の自動化工場だったんですよ。
ロボットメーカーですから、自社のロボットをアピールする非常に強力なラインということでそこの見学をさせていただきました。
そんな現場でも、そんな自動化を推進している現場であっても、明確に人間が手作業で行っていた工程がありました。
それが、ロボット内部のハーネスの配線処理です。
ケーブルを所定の経路に通して取り回して、押し込んでコネクタに差し込むと。
正直、日本トップクラスのロボットメーカーなので、世界トップクラスでもあります。
世界最高峰の自動化技術を持っているような企業でも、このハーネスの工程だけは人間が手作業でやったほうが適していると。
そういうふうに判断していたわけです。
これを見た時、自分の直感は間違っていなかったなと。
ちょっと安心したというのが正直なところですね。
軟質材をロボットが苦手とする理由
ロボットが軟質材を苦手とする理由というのは、触覚フィードバックがないとか、
軟質材自体が信頼性がない、ムニムニしているので、どこにあるのかがよくわからないみたいなのがあるんですね。
この辺がいろいろあって、力覚センサーとか触覚センサーというのを追加してやれば検知が可能なんですけれども、
制御が複雑になったりとか、またもうお金ですね。
設備費用がバフッと上がります。
結果として、人間の手作業のほうがコスパが良いという結論になるんですね。
人間のほうが非常に良いものを持っているというのを実感しました。
フィジカルAIへの期待と今後の展望
最近はフィジカルAIという単語も聞くようになりました。
AIが現実世界でロボットを動かしていくみたいな。
これですね、今後画像認識とか力覚センサーを使うとか、
あとは足しハンドですね。
指がたくさんあるハンドの制御とかが、AIが勝手に自動化して勝手に自動的に最適なパラメータを探してくれるみたいな。
そういった制御になって、いつかロボットとAIが融合して、
軟質材のハンドリングまで完璧にこなしてくれるような日は来ないかなと、ちょっと期待をしております。
そうなったら自分の仕事はなくなるんですけどね。
まとめ：手作業の凄さと人間の手の価値
というわけで今回のまとめです。
今回は手作業というテーマで人間の手のすごさについて喋ってみました。
人間の手というのは、前腕に筋肉を配置して剣で引っ張るという構造で、
小型高出力高感度を両立した最強のアクチュエーターだと思います。
軟質材、ハーネスだとかは、なかなかロボットにとってはやりにくいものですよと。
今でもかなり難しいものの部類だと思います。
手作業としましては、ロボットメーカーの工場でも配線は手作業でやった。
自動化が進んでいるからこそ、人間の手作業ってすごいよねっていうのが非常に体感できたなというふうに思っております。
普段何気なくスマホをスワイプスワイプしたりとか、物を掴んだりしている自分の手、ちょっとよく見てみてください。
恐ろしくハイテクな塊です。
以上、今回この辺でお会いしましょう。
