サーボモーターは家庭用として見ることはほぼありませんが、産業用途としては幅広く使用されています。
一例としては、自動車工場の組立ロボットなどです。サーボモーターを用いることで、数多くの部品を素早く正確に組立可能です。
自動車工場では塗装や溶接作業にもサーボモーターを用いたロボットが使用されます。プログラム次第で、正確に素早く同じ動作を再現します。
また、半導体製造装置や医療機器など、精密産業用機器には高い再現性と正確性が求められます。大小問わず多くのサーボモータが生産設備で使用されています。
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ステッピングモータ
ステッピングモータはステータのコイルにパルス信号を入力することで、永久磁石や軟磁性体で構成されたロータがステップ角ごとに回転するモータです。
ロータが永久磁石のものはPM型 (Permanent Magnet型) と呼ばれ、高トルクで無電力での角度保持が可能です。
ロータが軟磁性体のものはSR型 (Switched Reluctance型) と呼ばれ、PM型と比較すると安価ですが効率はあまり高くありません。
SR型モータはステータの対抗するコイルに電流を流し、ロータの磁極を引きつけることでステータのステップごとにロータが回転します。
各ステータのコイルごとに駆動回路が必要になるため、駆動回路全体が大がかりになることや、ステップごとに駆動するため機械的なノイズが発生しやすいことがデメリットになります。
DCブラシ付きモータ
古くよりDCモータとも呼ばれていたモータですが、後述するBLDCモータ (ブラシレスDCモータ) との区別が必要なため、DCブラシ付きモータと呼んでいます。
ケースに固定されたS極とN極一対の磁石のステータとその中をコイルとそのコイルに接続された整流子が固定されたブラシより電流が供給されて回転しています。
構造が比較的単純で駆動や制御も容易なため、今なお多くの場所で活用されています。
DCブラシ付きモータは、モータに印加する電圧を変化させることで回転速度や回転方向を制御します。
回転中は電流経路であるブラシと整流子が接触と非接触を繰り返すため、電気的なノイズや機械的なノイズが発生します。また、ブラシの摩耗に伴う定期的なメンテナンスが必要となります。
BLDCモータ
BLDCモータ (ブラシレスDCモータ) は永久磁石が配置されたロータと、それを回転させるための磁界をつくりだすコイルが配置されたステータで構成されています。
DCブラシ付きモータのステータとロータの構造を入れ替え、弱点の原因であるブラシと整流子を制御回路で電気的に置き換えた構造です。
これにより長寿命と低ノイズを実現し、効率の良いモータを実現しています。
ロータを正しく回転させるためには、ステータのコイルに流す電流を制御する必要があります。BLDCモータのコントローラは、位置センサを用いてロータの回転位置を検出し、コイルに流す電流を制御しています。
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人工知能（AI : Artificial Intelligence）は、コンピュータにより、人間の知能と同等の機能を提供することができるシステムなどの技術のことです。
現在注目されている人工知能の領域は下記です。
写真や映像を認識する「画像認識」領域
音声をテキストとして認識する「音声認識」
文章をコンピュータが理解し、その受け答えを生成する「自然言語処理」領域
コンピュータに保存されている膨大なデータをもとに将来を予測する「予測分析」領域
深層学習機能により急速な進化を遂げた
バイポーラステッピングモータ
これら領域の技術革新は、ディープラーニング（深層学習）の分野の進捗が貢献しています。
例えば、画像認識における色の抽出について考えてみましょう。
従来の機械学習では、色情報の特徴をエンジニアが定義していました。
これに対し、ディープラーニングでは、特徴の定義そのものをエンジニアに頼らず、学習データを基にコンピュータ自身が自動的に判断し色を抽出することができるのです。
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まず、一般的に「ロボット」と呼ばれるものには、大きく分けて二種類存在します。
一つは産業用マニピュレーティングロボットで、日本工業規格の定義では「プログラミングによる自動的な制御によって、マニピュレーション機能などを駆使し、産業に用いられるもの」と定義されています。
マニピュレーション機能とは
人間の手足のような巧妙な動作機能のことで、アーム等の本来は単純な動作しかしないものに多様な動作を実現させるもののこと。
産業用マニピュレーティングロボットは、主に工場などの単純作業の工程で、人間の代わりに使用され、複雑な作業には向きませんが、重い物体の移動や大きな力を要する作業には絶大な効果を発揮しています。
産業用以外の非産業用のロボットを一般的に「サービスロボット」と呼び、日本国内では20世紀末頃から、一部メーカーによって製造・販売されています。
サービスロボットの多くは、人間の居住空間で一緒に生活するか、あるいは生活の手助けをする個人向けで、産業用のように単純に作業をこなすだけではなく、人間の感性等も考慮されているものと一般的に定義されています。
具体的には、犬や猫のようにペットの代わりとして人間とコミュニケーションをとることを目的としたものや、本来人間が行うべき清掃などを人間の代わりに行うなど、手助けを目的としたものが一般的です。
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工場の自動化が進む理由について考察したところ、日本の工場は人材不足や技術継承などの問題点を解決しようとする形で自動化を取り入れていることが分かってきました。そこで、現在日本の工場が抱えている他の問題についても何点か掘り下げていきます。
①コストの増加
ウクライナ情勢の緊迫により、以前から上昇傾向にあった原油価格が更に高騰し、素材系の業種を中心に生産コストの増加につながっています。
②素材不足
2021年ごろから様々な部素材の不足が発生し、特に半導体不足の影響は加工組立製造業だけでなく、基礎素材製造業まで幅広い業種にわたって及んでいます。
③サイバーセキュリティ対策
近年において、中小企業も含めた業界全体のサイバーセキュリティ対策が重要性を増していますが、ウイルス対策ソフトなどの既存の対策ではサイバー攻撃やウイルスなどの脅威を防ぎきれていないのが実態です。
④人材不足
人材不足は少子高齢化以外にも人材の流動化が大きな原因となっています。
終身雇用制が崩壊しつつある現在では、特に高度な技術を持った人材が海外の製造業やIT企業へ流出してしまうケースが増加しています。
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円筒座標ロボットには下記のような特徴があります。
形状
円筒座標ロボットは、基本的に円筒形の動作範囲を持っており、1つの回転軸と2つの直線軸を持っています。これにより、回転運動と直線運動が組み合わされた動きが可能です。
構造
一般的に、円筒座標ロボットは、1つの回転関節と2つの直線関節を持ち、縦軸（Z軸）と回転軸（θ軸）、半径方向の軸（R軸）に沿って移動します。
精度とリピータビリティ
円筒座標ロボットは、高い精度とリピータビリティを持っており、繰り返し同じ動作を正確に実行することができます。
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（１）手術ロボット
手術ロボットは、手術を補助するロボットのことです。医師が患者から少し離れた位置でカメラを見ながら操作を行い、操作通りに正確に手術を行うことができます。
手術ロボットを活用することで、人間に見えない範囲までカメラを通してチェックすることができ、損傷箇所を少なくし出血量を減らすことが可能です。人間が直接行うよりも医師のスキルに影響されないため、手術の成功率が高まるだけでなく、患者に与える負担も減らすことができるでしょう。
（２）リハビリロボット
リハビリロボットは、身体の麻痺から回復するためのリハビリをサポートしてくれるロボットです。リハビリロボットには、直接装着して身体を動かすサポートをしてくれるものもあれば、多方面からカメラでリハビリ者の身体の状態を分析し、どこを鍛えれば自然と身体が動くようになるのか助言をくれるものなどがあります。
事故や病気、身体の衰えにより歩行が困難になった人が、もう一度自分の力で歩けるようになる生活支援ロボットの開発も進んでいるので、特に注目を集めている医療ロボットの1つといえるでしょう。
（３）診療ロボット
診療ロボットは、診療の補助をしてくれるロボットです。情報通信技術の発展により、デジタル画像分析機能やセンシング（センサーでデータを収集すること）機能が登場し、医師が患者から遠く離れた場所にいてもロボットを介して診察できるようになりました。
病院が近くにない地域でもわざわざ病院を訪れ気軽に診察できるようになるため、今後、過疎地域など医師不足が深刻な地域を中心に拡大されることが予想されます。
（４）調剤ロボット
調剤ロボットは、薬剤師の業務を担うロボットです。主に、処方箋のデータに基づいて、薬品の選択や秤量、配分、分包を行います。特に、計量は手間のかかる作業なので、業務時間の短縮や薬剤師の負担の軽減につながるでしょう。
調剤ロボットの導入により、薬品の入れ間違いなどの人為的なミスを減らせるだけでなく、薬剤師を対人業務に充てられるので、患者と接する時間が増え、質の高い接客が可能になります。
（５）補綴（ほてつ）ロボット
補綴（ほてつ）ロボットとは、ロボット義手やロボット義足のことです。事故や病気などで腕や脚を失った人でも、自分の手脚のような感覚で物を掴んだり歩いたりできるようになります。
神経を通る微弱な電気信号を読み込み、身体の動きを促してくれるロボットの登場など、補綴ロボットの開発は進んでいるので、今後注目の医療ロボットの1つです。
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