AMR 3.0：LiDARはどのようにロボティクスの未来を牽引するか

過去20年間で、AMRロボットの性能は飛躍的に向上した。パフォーマンス・テクノロジーを可能にする鍵のひとつは、AMR（自律移動ロボット）が環境を認識し、動的に反応する能力である。おかげで 3D LiDARのおかげで、現代の倉庫にスマートで適応性があり、費用対効果の高い第3の革命AMRロボットが登場し始めています。

このようなAMRロボットの進歩は、物流・サプライチェーン業界における自動化という重要なニーズを満たすのにちょうど良いタイミングです。ロジスティクス・サプライチェーン産業.パンデミック（世界的大流行）が始まって以来、電子商取引の売上が急増し、労働市場が逼迫する中、物流センターや倉庫は、少ない人員で記録的な出荷を処理するという課題に直面している。しかし 80％以上の倉庫では、現在自動化がまったく進んでいない。そして 自動化 自動化を導入している倉庫は、多くの場合、急速に変化するビジネス要件に容易に対応できない、広範で硬直したインフラを必要とする時代遅れのテクノロジーを使用している。

このブログポストでは、AMRナビゲーションと知覚の過去、現在、未来、そしてマテリアルハンドリング業界にとってそれが何を意味するのかを検証する。

AMR 1.0-過去

かつて産業施設では、主に無人搬送車（AGV）として知られるロボットを活用していた。これらの初期のロボットは、テープ、QRコード、ワイヤーなど、さまざまな異なる方法のいずれかを使用して、固定された経路に従って倉庫や物流センターをナビゲートしていた。初期のAMRは、固定された経路上を動き回り、ナビゲートすることができましたが、周囲の環境についてはほとんど感知することができませんでした。LiDARは純粋な安全目的で使用されることもあった。 

このようなAMRロボットの第1革命（AMR1.0と呼ぶ）は、今日でも多くの物流業務で使用されているが、いくつかの重大な問題を引き起こしている。ひとつは、AMR1.0ロボットが倉庫内を移動するためには、堅固なインフラと明確に定義された経路が必要だということだ。そのため、出荷量の急増に対応するために既存の施設を適応させたり、新しいスペースを設置したりするには時間がかかる。さらに、ロボットは何も「見る」ことができないため、例えば人にぶつかるなど、職場の安全上の危険となりやすい。  

このカテゴリーに属するロボットを使用しているユーザーは、より安全で効率的な世代のAMRロボットへのアップグレードを強く検討すべきである。 

AMR 2.0 - 現状 

2D LiDARセンシングの追加により、現在のAMRロボット(AMR 2.0)は、Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)アルゴリズムを使用した自然特徴ナビゲーションが可能です。これは自由なナビゲーションを可能にしますが、2D単一平面センシングの性質上、ロボットは複数のセンサーを使用しなければなりません。これらのAMRロボットは、安全意識が高く、環境内をより自由に動き回ることができるなど、旧世代と比べて大きな利点をすでに提供している。

しかし、まだいくつかの制限がある。例えば、2D LiDARはロボットの真正面にあるものはほぼすべて検出できるが、地面にある薄型の物体（迷子の2×4など）はほとんど検出できない。また、知覚システムは、位置がずれている上部の棚を見逃してしまい、ロボットをクラッシュさせてしまうこともある。さらに、AMR2.0ロボットの意思決定能力には限界がある。例えば、ロボットは進路上に箱があるのを見て停止するかもしれないが、次に何をすべきかの決定を下すことができない。 

AMR 3.0 - 次世代 

最後に、次世代のAMRロボットは3D LiDARを搭載している。自動車市場や自動運転車向けのLiDAR技術の進歩に後押しされ、3D LiDARセンシング技術のコストは下がり、産業市場でも利用しやすくなっています。AMRベンダーは現在、AMRの周囲に真の3Dバーチャル知覚を追加することができる。これらのロボットは自然なナビゲーションを行うだけでなく、周囲の潜在的な物体や危険を察知し、障害物を回避してより良い経路を選択するインテリジェンスを備えています。3D知覚は崖の検知も可能にし、AMRが搬入ドックの崖を知覚して崖からの落下を回避することを可能にします。 

さらに、3D LiDARを使えば、複数のロボットが同じエリアをナビゲートしている場合、他のロボットが通過するのを止まったり待ったりするのではなく、別の道を選ぶなど、よりスマートで効率的な判断ができるようになり、効率と安全性の両方が向上します。3D LiDARは、常に物体を正確に識別・分類し、それが他のロボットや車両なのか、人間の作業員なのか、あるいはロボットの進路上の地面に落ちている雑多な物体なのか、物体の種類に基づいてインテリジェントな判断を下すことを可能にします。これはまた、ロボットの非効率時間（停止している時間／障害物が移動するのを待っている時間）を削減することにより、生産性の継続的なフローを可能にします。  

このロボットはナビゲーションと衝突回避においてまさに自律的であるため、ユーザーはこれらのAMRを文字通りスペースにドロップして実行することができます。また、これらの次世代3D LiDARセンサーは屋内外を問わず使用できるため、AMRアプリケーションの新たな可能性が広がります。 

結論 

よりインテリジェントで効率的なロボットへのニーズはここにあり、3D LiDARの進歩はこの需要に応えるために歴史上ちょうど良い時期に収束した。 最新のセンシング技術を取り入れることで、ロボットベンダーは倉庫や配送センターが今日直面している多くの課題を解決することができます。 次世代ロボットは、労働力不足の解消、効率の向上、迅速な導入、変化し続ける消費者の需要への柔軟な対応を可能にします。 詳細については www.Quanergy.com.