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未来を創る成長領域

128.重負荷/危険作業ロボット/重機・建機操作ロボット

市場概要

2011年3月11日に東日本大震災が発生し、振動と津波により家屋や都市インフラに多大な被害が出ただけではなく、原発事故が発生し、災害対応ロボットの必要性を強く認識させられることとなった。災害発生時、復旧・復興時、災害予防の各フェーズでロボットに求められる役割は異なるが、人間が物理的に立ち入ることのできない場所や環境、二次災害の危険性が高い現場などで、人間に代わってロボットが作業を行うことで、被害を最小化したり、復旧・復興を早めたり、災害を未然に防いだりすることが可能となる。

重負荷/危険作業ロボットは、地震や台風、豪雨、地滑りなどの自然災害のみならず、CBRNE(Chemical, Biological, Radiological, Nuclear, Explosive)災害と呼ばれる、産業災害や原発事故・テロリズムなどの場面のほか、インフラ点検やメンテナンスなどで水中や高所・狭所など特殊な環境でも必要とされる。そのため、基本的には無人の遠隔操縦となり、カメラや超音波、光ビーコン、レーダ、放射線量計等の各種センサ・分析機器を搭載した無人探査機をコアに、ロボットアームやドリル、キャタピラ駆動、耐衝撃・防御ユニットなどを装備する。人命救助には、さらに、ロボット本体内搭乗型または連結型の救助避難ユニット、救急救命ユニット、状況に応じて、音声認識・対話型人工知能などが必要になる。また、ヒトが入れない高所・狭所での点検や修理に当るロボットでは、柔軟に変形するボディや自由な角度での動きなどが求められ、ヘビ型・芋虫型ロボットなども製造されている。これらは海底探査や地球圏外探査にも利用可能である。

加えて、重負荷/危険作業ロボットには有人ロボットも存在し、操縦者が搭乗するタイプのほか、パワースーツのように、装着によりパワーアシストを行い、重荷重の装備や作業をサポートするタイプのものも考案されている。

一方、平時の一般土木工事や鉱山などにおいても、災害対応ロボット技術や無人化施工システムは、労働力不足を補い、作業効率の向上にも大きく貢献するものと考えられている。

鉄鉱石鉱山を例に挙げると、2000年代の新興国の経済発展による需要の拡大は、鉄鉱石価格の高騰を招き、鉱山開発費や操業コストが上昇して、熟練した重機運転者の確保が困難となった。そのため、オーストラリアのRio Tinto社は、鉄鉱石鉱山においてダンプトラックの無人化を行った。資源メジャーをはじめ、多くの資源会社が自動化技術の導入を検討している。

主な技術要素

アクセシビリティ、有線/無線通信技術、遠隔状況の認識・知能化・自動化、移動体防爆、技術成熟度レベル(Technology Readiness Level, TRL)、マルチモーダルセンシング、マルチモーダルヒューマンインタフェース、能動センシング、複数ロボット協調センシング、ネットワークセンシング、空間認識、姿勢認識、画像伝達技術、機械制御技術、座標管理技術、調査技術、CBRNE (Chemical, Biological, Radiological, Nuclear, Explosive)、SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)、マスタースレーブ型ロボット、マニピュレータ型ロボット、プログラム制御型ロボット、移動型ロボット、マイクロロボット、人体装着型ロボット、ヒューマノイドロボット、マンマシンインタフェース、筋電図(EMG)、筋電パターン、センサ、神経電位、神経伝達、表面電位、脳インターフェイス、Brain-machine Interface(BMI)、義肢/義手/義足/膝継手、ロボットスーツ、パワースーツ、サイバネティックボディ、ロボティックボディ、3Dプリンタ

確かなデータに基づき、
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