新しいヒューマノイドロボットが、人間のように「見る」ことや「感じる」ことを学びつつある

新しいヒューマノイドロボットが、人間のように「見る」ことや「感じる」ことを学ぶ

ヒューマノイドロボットの時代が到来した。
そう言えるのは、大手テクノロジー企業が突然、TikTok向けの動画でロボットが踊ったり、人間のパートナーの動きを模倣したりするパフォーマンスを披露できるようになったからではない。それは単なる誇大宣伝に過ぎない。ヒューマノイドロボットが実際にどのような活躍を見せるかという現実の方が、はるかに興味深いのだ。

ヒューマノイドロボットに対する世界的な関心の波が巻き起こっている理由は、AIによって初めて可能となったロボットの技術的能力と、機械ではなく人間のために設計された空間や場所における、自動化への膨大な未充足需要との間に、新たな整合性が生まれたためである。

ヒューマノイドであるためには、これらの新しいロボットは人間の多くの特徴を共有する必要がある。

もちろん、これは人間のような骨格を持ち、二足歩行ができることを意味します。しかし、それだけではありません。成功するヒューマノイドロボットは、人間のように振る舞い、人間と同等の触覚や視覚を持ち、人間と同じように周囲の環境を動き回り、さらには感情的なつながりを築くことさえできなければなりません。

そして、ヒューマノイドロボットに人間のような感性を吹き込むという点において、ams OSRAMのデジタルフォトニクス技術が重要な役割を果たすのです。 Yole Groupの「2026年市場・技術動向レポート」によると、この「感覚の目覚め」こそが、ヒューマノイドロボット市場の規模を2025年の0.6bnドルから2035年には51bnドルへと拡大させる主要な要因となっています。 Yoleのレポートによると、ヒューマノイドロボットが最初に導入された市場は、産業および物流分野です。また、ヒューマノイドロボットは、ショッピングの案内などの専門サービスや、原子力発電所の点検といった危険な環境でも活用され始めています。 Yole社によれば、「人間とコンピュータの広範な相互作用を伴うシナリオにおいて、ヒューマノイドロボットが安定的かつ予測可能な動作を行う能力は、依然として改善の余地がある」ため、消費者向けアプリケーションはロボットが最後に制覇すべき領域となるだろう。

人間ならではの強み：器用さ、機動性、感受性

ロボット技術によって実現された自動化は、自動誘導車両（AGV）などの移動式機械の導入に適した環境である工場、倉庫、農場において、生産量と効率の面で大きな進歩をもたらしました。これらの環境は、平坦な床面がロボットの車輪に適しており、人間とロボットのためのスペースが明確に区切られており、自動化はロボットが特別に設計された一連の機能に限定されています。

しかし、現在のロボット技術は、人間の活動の多くの分野にはまだ浸透していません。なぜなら、住宅や病院、その他の空間は、車輪付きの機械ではなく、人間が利用するために作られているからです。こうした空間に自動化を導入するためには、ロボットが以下のことができる必要があります：

階段や段差を昇り降りすること
人や家具などの物で満たされた空間内を安全に移動すること。例えば、ロボットにとって困難な課題の一つは、相手に不快感を与えない程度の距離を保ちながら人の隣に立つ方法や、力を入れすぎず、かといって弱すぎない適切な力で人に触れる方法を把握することです。
人間の手に合わせて作られた道具や物体を操作すること。例えば、引き出しを開けるという単純な動作でさえ、知覚能力と運動能力の驚くべき組み合わせを必要とします。

ヒューマノイドロボットのビジョンとは、こうした本質的に人間のための空間に溶け込み、清掃、パーソナルケア、資材運搬といった機能において、自動化の恩恵をもたらすことです。

AIや機械学習の技術により、このビジョンは現実のものとなりつつあります。ヒューマノイドロボットは今や、物体を識別し、複雑なタスクに関する指示を理解・実行し、自然言語に応答するために必要な認知能力を、初めて発揮できるようになった。

つまり、AIはヒューマノイドロボットに人間のような認知能力を与える。光学技術により、ヒューマノイドロボットは人間の環境において、人々に受け入れられる形で効果的に動作することが可能になる。

高度なセンシングおよび通信のためのデジタルフォトニクス

ダンスをするロボットの人気の動画が示すように、ヒューマノイドロボットの動作に関する問題は、おおむね解決されています。しかし、ヒューマノイドロボットには、ただ空っぽのステージ上を動く能力だけでは不十分です。有用な作業を行うためには、人間と混在する混雑した空間で動作し、人間にとっては直感的な動作――例えば、台所のテーブルから卵を割らずに拾い上げるような動作――を、機械にとっては技術的に困難な課題として遂行できなければなりません。
つまり、ヒューマノイドロボットが備えるべき技能には、以下の能力が含まれる必要があります：

ナビゲーション
触覚
知覚
コミュニケーション
行動

ここで、ams OSRAM が専門とするデジタルフォトニクス技術であるインテリジェント光学チップが、場合によっては独自の機能を提供し、また他の場合にはビデオカメラやディスプレイ画面などの一般的なコンポーネントを補完することができます。

ヒューマノイドロボットのナビゲーション において、直接飛行時間法（dToF）赤外線（IR）測距センサーは、物体までの距離を正確に測定し、ロボットが人や物体との衝突を回避できるようにします。最新の TMF8829 dToF センサーは、48×32 ピクセルで構成されるロボット周辺の空間の「画像」を生成します。この画像は、椅子、テーブル、人などの見慣れた物体を識別できるほど詳細です。
この測距技術の新たな実装では、dToFセンサーの出力がビジョンカメラの画像に重ね合わせられ、可視オブジェクトを認識できるAIに供給されます。これにより、ロボットは周囲環境の3Dマップを作成し、その中の物体を識別して、人やペットとの適切な距離を保ちながら、安全に迂回することができます。
また、dToFセンサーの活用により、ロボットは人のいる場所でも安全に物体を操作するという実際の作業を行うことが可能になります。ビジョンカメラよりもはるかに安価なdToFセンサーは、ロボットの手の複数の箇所に配置することができ、近接距離をリアルタイムで測定することで、強力な電動モーターで駆動されるアームが人や物体と衝突しないようにします。

感覚もまた、人間の体験において極めて重要な要素です。ヒューマノイドロボットにおいて、触覚センシングは、人間の感覚を超えるレベルの認識能力と反応性を実現することができます。

将来の人型ロボットが担う可能性のある多くの自動化作業――例えば調理作業など――では、対象物に精密に調整された力を加える必要があります。ここで、新しい光学式力センサーが、コンパクトかつ堅牢なソリューションを提供します。ロボットの「皮膚」などの表面の直後に配置された、小型で完全に統合されたセンサーモジュールは、わずか1マイクロメートルの微小な変形を検知し、力の精密な測定を可能にします。この光学式力センサーは、十分な表面変形が可能で、近赤外線（NIR）光を反射する限り、金属を含むあらゆる表面素材で動作します。

一部のプラスチックなどの半透明な表面材料の背面に設置されたこのセンサーは、最大30cmの距離から接近する物体や基本的なジェスチャーを認識することさえ可能です。他の抵抗式、静電容量式、または圧電式の力測定方法と比較して、この光学式はより堅牢で信頼性が高く、組み込みもはるかに簡単です。

表面材料への電気的接続が一切ないため、安全性が高く、EMIやESDによる干渉の影響を受けません。光学式力センサーは小型で拡張性が高いため、例えばヒューマノイドロボットの手の各指に組み込むことで、触覚センシング機能を強化することができます。

また、ロボットメーカーはこれらのセンサーを活用して、ボタンなどの操作要素に革新的でスタイリッシュなデザインを取り入れることも可能です。光学式測定原理を採用しているため、消毒が容易であり、過酷な環境下や手袋を着用した状態でも、あらゆる条件下で正常に機能します。

視覚を持つ人間にとって、見ることは世界を認識する上で最も重要な手段です。ヒューマノイドロボットにとって、これには「見る」能力と「見られる」能力の両方が求められます。

カメラによって実現されるロボットの視覚的認識は、シーンを照らす光源によって補完される場合があります。フォトニクス分野のリーディングカンパニーであるams OSRAMは、可視光波長域において業界で最も幅広いLED製品ラインナップを提供しており、これには多様な波長やパッケージオプションを備えた白色およびカラーLEDエミッタが含まれます。さらに、環境光センサーにより、シーンの照明条件に合わせてカメラの動作を調整することが可能です。

このように、ヒューマノイドロボットの視覚システムは人間のそれと類似した仕組みで動作します。しかし、特殊な赤外線（不可視）LEDを用いることで、ヒューマノイドロボットの視力を人間の目の能力を超えて向上させることも可能です。表面にドットのパターンを投影してその輪郭を明らかにする構造化光エミッタにより、ヒューマノイドロボットは床などの表面の微細な変形さえも「認識」できるようになります。これにより、例えば二足歩行ロボットが凹凸のある路面を歩行する際のバランス維持に役立ちます。

ヒューマノイドロボットは、人間には見えないものを「見る」ように設計することも可能です。ams OSRAMのアクティブ分光ソリューションは、エミッタと光検出器を低コストで組み合わせることで、用途に特化した貴重な分光センシング機能を提供します。

スペクトルセンシングとは、可視光や赤外光を照射した際に、物質が放つ特有のスペクトルシグネチャを検出し、認識する技術です。アクティブ分光法を行うヒューマノイドロボットは、例えば、布地などの物体の材料組成を分析したり、空気中の目に見えないガス状汚染物質を検出したりすることができます。

この視覚機能の威力は、ロボット自体と同様に、ロボットのすぐそばにいる人々にも及ぶものです。そのため、ams OSRAM の幅広い LED 製品群がこの市場にとって重要なのです。白色およびカラーのエミッタのポートフォリオにより、ヒューマノイドロボットは、タスクに関連する情報信号や、人が立ち入ってはならないロボット周辺の危険区域を示す警告サインなど、多種多様な視覚信号を発信することが可能になります。光信号の連携は、複数の LED やその他のデバイスを接続・制御するための標準インターフェースである Open System Protocol (OSP) によってサポートされており、OSP 互換の LED ドライバによって支えられています。

さらに、新しい ALIYOS™ テクノロジーによる「どこからともなく現れる光」を活用すれば、ヒューマノイドロボットの「皮膚」に光信号機能を組み込むことさえ可能です。この「LED-on-foil」技術により、メーカーは発光素子をロボットの表面に一体化させることができ、皮膚そのものが発光体として機能するようになります。

エミッタから発せられる可視光は、単に「見る」ことや「見られる」ための手段であるだけでなく、ヒューマノイドロボットにとって重要なコミュニケーション手段でもあります。最も単純な例としては、床に投影される点滅する色付きの光の帯があり、これにより、ヒューマノイドロボットが空間内をどの経路で移動しようとしているかを人々に示すことができます。

新しいタイプのマイクロLED発光素子は、ロボットの正面の表面に豊かなパターンを投影することで、光を用いたコミュニケーションをさらに充実させることができます。 EVIYOS™プラットフォームは、数千個のマイクロLEDアレイを個別に制御するためのシステムです。これらのマイクロLED「ピクセル」は、近くの表面に複雑なパターン――文字、アイコン、画像、その他の記号――を投影し、ロボットの近くにいる人々にメッセージを伝えることができます。

カラーLEDは、非言語的でありながら人間らしいコミュニケーションにも活用できます。例えば、ヒューマノイドがミスをした際に、恥ずかしさを表すために顔を赤く光らせるといった具合です。ヒューマノイドロボットにとって重要な課題の一つは、家庭や職場で人々に受け入れられることです。ロボットと一種の感情的な絆を築く能力は、ロボットによる自動化の実用面や経済的な利点と同様に、この点において重要な要素となる可能性があります。

機械でありながら、人間らしい限り

ヒューマノイドロボットの自動化機能――つまり、工場、オフィス、家庭において人間の労働に取って代わる、あるいはそれを補完する能力――は、その普及の程度やスピードに影響を与えるだろう。しかし、ヒューマノイドロボットの純粋に機能的な側面を超えて、人間の習慣や好みに沿った動き、行動、コミュニケーションをとる能力こそが、この技術が人間社会の主流として受け入れられるかどうかを決定づけることになる。

光学センシングおよびシグナリング技術は、ヒューマノイドロボットの社会的受容において極めて重要な役割を果たす。ロボットによる自動化の初期段階では、人間の労働者から敵意が抱かれることがあり、ロボットと並んで働くことを拒否したり、ロボットの稼働を妨害したりする事例が報告されています。これは、顔のない機械に置き換えられるかもしれないという見通しに対する労働者の反発によるものです。

ヒューマノイドロボットは、その設計に人間らしさの要素を取り入れることで、このような運命を回避できる。光によって生成されるシグナルや喚起される感情は、人間と、共に働くことを求められる機械との間の隔たりを埋める上で、大きな役割を果たすことができる。

ams OSRAMは、光をインテリジェントに制御するデジタルフォトニクス技術を通じて、ヒューマノイドロボットメーカーが、製品の運用効率を高めつつ、社会的に受け入れられる製品を開発できるよう支援します。

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