ロボティクス
アプリケーションを問わず、ロボットは確実に環境を感知することで、効率性、有効性、安全性を確約する必要があります。ams OSRAMのセンシングおよび照明テクノロジーは、それを可能にする重要な要素です。
ロボットのセンシング性能を強化
スマートロボットは産業自動化のみならず各家庭でも重要な役割を果たしつつあります。繰り返し作業や危険な作業を行え、時間とコストを節約し、安全性と柔軟性を増せます。スマートロボットは生産ラインでの従来型のロボットアーム（自動車メーカーなど）から、物流現場でのモバイルロボット、倉庫でのいわゆるAGV（自動搬送車）やAMR（自律型移動ロボット）、さらには管理された環境以外にまでおよびます。実際、最大の市場は、掃除機や芝刈り機などの家庭用とサービス用のロボットです。
ams OSRAMの小型センシングとイルミネーションのソリューションは、ロボットのパフォーマンスと精度を上げ、よりスマート化する最高の選択肢です。当社のライティングとセンシングの技術には、小型ながらも正確なタイムオブフライト距離測定センサ（1-/2-/3-D）、LIDARシステム（EEL、VCSEL）、近赤外線スペクトラムで3Dアクティブステレオビジョンとストラクチャードライト（パススキャン、衝突回避、顔認識）ソリューションをサポートする当社の高性能イメージャと組み合わせた投光イルミネーターとドットイルミネーション、モーターの駆動系と関節での高精度位置センサがあります。これらを通じて産業ロボットとサービスロボットがよりインテリジェント化し、手軽に使用できて、フェンスのない作業現場での安全なヒューマン・マシン・インターフェースを実現できます。例えば、当社の緑色レーザーを利用して、掃除機が障害物や埃を検出し、スペクトルセンサがカーペットや濡れた表面などの素材を特定します。ロボットと人間が協力的な環境で共に作業する機会が増えており、センサソリューションの重要性がこれまでになく高まっています。衝突回避、ジェスチャー認識、ARベースのヒューマンマシンインタラクションの支援などです。
この技術がより成功を納めれば、ロボットが変化の激しい環境をより理解してやりとりできるようになります。センサ、LED、レーザーで構成される独特のラインアップ以外にも、ams OSRAMはスマートサーフェスソリューションやロボット機能を進化させ差別化させるアルゴリズムなど、独自のイノベーションロードマップを追求しています。
無人搬送車（AGV）
無人搬送車(AGV)はビジョンベースの技術が利用可能になったことが主な理由で、自動化における人気と用途が広まっています。物体認識と回避のアプリケーションで3D画像処理を活用し、管理された環境以外での自律走行とナビゲーションを普及させます。こうしたアプリケーションでのセンサは専用設計されたカメラを搭載しており、画像処理技術を駆使して周囲環境の完全な3Dマップを生成し、物体を認識して回避します。アプリケーションへ立体画像処理やタイムオブフライト技術を適用できます。どちらの技術も、システムパフォーマンスを最適化させるためにVCSELイルミネータが必要となります。センサは、絶えず変化する屋外の照明条件など、困難な問題を克服しなければなりません。
ams OSRAMはメーカーが周囲環境をよりよく理解できるロボットを製作できるよう支援します。当社は3D画像処理技術で豊富な経験を有しており、VCSELベースの投光イルミネータとドットパターンイルミネータから受信用の画像センサまで、イノベーティブなコンポーネントを多数揃えています。高効率な光学特性と電力特性が、他とは一線を画す当社のVCSELイルミネータの特徴です。当社のグローバルシャッター画像処理製品は、高い量子効率と省電力システムの実現を主な差別化要素としています。高精度のタイムオブフライトモジュールを追加して他の技術を補完できるため、衝突回避システムでの検出能力をさらに強化できます。AGVのモーター駆動に要求される、強力かつ正確なパフォーマンス、低消費電力、高信頼性などの課題は、ams OSRAMのコンタクトレスかつ超高信頼性の磁性位置センサを使用することで克服できます。これらは浮遊磁場の影響を受けず、過酷な環境でも安定して制御できます。画期的な投影ソリューションではロボットが次の動作を示唆して人間が適切に準備できるようにするため、ロボットと人間の共存を強化します。このより透明なやりとりを通じて、衝突の可能性が大幅に減り、いわゆるロボットの「安全停止」が減ります。
産業用ロボット
産業用ロボットは、溶接や組立などの製造工程をより高速に実行できます。高度なビジョンベースのソリューションと併用することで、ロボットはより複雑なタスクをこなせるようになり、柔軟性を大幅に増して、様々な異なるタスクで活躍しています。コボットは、透明な隔離用シールドを使わずとも安全に人間と協働できるロボットです。製造現場でコボットを普及させるには、人間との安全なやりとりを確保するためのビジョンが求められます。一例として、物体のサイズ、位置、方向が変化する部品のための「ピックアンドプレース」ロボットが挙げられます。
2Dまたは3Dカメラソリューションと高度な画像処理を組み合わせることで、求められる精度と画質が得られます。センサに対する主な課題には、動きが原因で生じるアーチファクトの存在しない高画質の画像の取得が挙げられます。高い量子効率、低消費電力、占有面積の縮小を特徴とするグローバルシャッターピクセルが、画像センサの仕様で重要な要素となります。フォーカスが不要でコントラストの高いイルミネータによって、最高レベルのシステムパフォーマンスを発揮する3Dソリューションが可能となります。タイムオブフライトモジュールによって、こうしたソリューションの補完が可能となり、存在検知を実現し、人間が作業区域内に進入した場合でも安全な稼働を維持することができます。高度なソリューションではスペクトルセンサを追加でき、機械学習アルゴリズムと組み合わせて、物体の区別を強化してピックアンドプレースアルゴリズムを簡素化できます。
ポジションセンシングは、ロボットの位置、方向、動きを制御する際に不可欠な機能です。ams OSRAMのコンタクトレス位置センサは高解像度のICソリューションを実現し、産業ロボットの関節システムの位置を検出・制御する用途に最適です。さらに、位置センサを利用することでモーターの駆動系がトルクと速度をより正確に制御でき、出力を増してモーターのサイズを縮小させることが可能になります。
家庭用ロボット
家庭用ロボット（主に掃除機ロボットとロボット草刈機）の普及が近年進んでいます。タイムオブフライトおよび3Dセンシングがこうしたロボットで採用されており、ロボットの正面の領域をマッピングできます。これにより、携帯電話の充電ケーブルをはじめ、ペットや、ペットの「障害物」といった、小さな物体を認識して回避できるようになります。床の素材や庭の状態を認識するためのマルチスペクトル技術や、高解像度の画像処理と視野の広い深度マッピングと組み合わせることで、その場で処理を最適化できます。ams OSRAMの光学技術とスペクトル技術はこうした課題へ全面的に取り組み、日光の影響排除などの局所的な問題から、高精度や寿命延長などの全般的な課題にいたるまで、すべての基本要件を満たします。センサにまつわる主な課題は、解像度、精度、範囲、消費電力です。
ams OSRAMの1Dタイムオブフライトは、3Dセンサの視野外にある盲点を監視して、3Dセンサを支援します。あるいは、低価格のロボットで段差検出やメインの衝突回避センサとしても利用できます。
さらに、ams OSRAMの位置センサを利用することでモーターの駆動系がトルクと速度をより正確に制御でき、出力を増してモーターのサイズを縮小させることが可能になります。
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