No.008 特集:次世代マテリアル
連載02 人々と社会の未来を支える半導体の応用事例集
Series Report

第1回
ロボットの進化を支えるさまざまな半導体

 

  • 2015.02.27
  • 文/伊藤 元昭

半導体は、どれだけ私たちの生活に身近になってきただろうか。私たちの生活を豊かにし、快適さだけではなく、安心・安全な社会をつくる上で、半導体は欠かせない鍵となる要素になっている。本連載では、この半導体から生まれる未来の製品事例をとりあげいく。第1回はロボット、第2回はクルマ、第3回はIoTについて、それぞれ紹介。 今回は、オートメーションを支える産業用ロボットから家庭用のお掃除ロボット、介護ロボットまで、様々なロボットを紹介しながら、そのロボットを動かす「エンジン」としての半導体に焦点を当てていく。

部屋の中を動き回るお掃除ロボットが家電量販店に当たり前のように並び、話し相手になってくれる人型ロボットが販売されるようになった。最近、随分と身近なところにロボットが進出してきたと感じている人は多いのではないか。ロボットは、SF小説やアニメの中にだけ登場する夢の存在から、商品として開発され、利用される時代になってきた(図1)。

産業の分野では、ものづくりや建設、医療、介護、警備など、さまざまなシーンでロボットが既に活用されている。国際ロボット連盟が発行している統計年鑑「World Robotics 2013」によると、2012年に出荷された産業用ロボットは15万9346台。そのうちの約60%が日本で生産されている。日本は世界をリードする"ロボット大国"なのだ。

ロボットの図
[図1] 身近な場所でロボットが活躍し始めた

ロボットの進化は半導体に支えられている

ロボットを作るための技術を一言で表現した「メカトロニクス」という和製英語がある。"機械工学(メカニクス)"と"電子工学(エレクトロニクス)"を合わせて作られたこの言葉が示すように、電子工学はロボット開発に欠かせない要素技術である。そして、電子工学の成果をかたちにした半導体デバイスは、ロボットの進化を支える最重要部品と言える。

ロボットが活躍する場は、今後ますます広がり、人々の生活や社会活動の中で欠かせない存在になるだろう。これから私たちは、高度な半導体デバイスを数多く、惜しみなく使っていくことになる。今、家庭や工場の中で活躍しているロボットには、どのような半導体デバイスが使われているのか。ここで簡単に紹介してみたい。

連綿と続く進化が今始まった

まず、お掃除ロボット。冒頭で半導体デバイスが重要だと言いながら、いきなりの肩透かしで恐縮だが、実はお掃除ロボットは、わずか1個の32ビット・マイコンと数個の赤外線センサーで制御されている。ただし、これはこれから連綿と続くロボットの進化の始まり、最も単純なかたちに過ぎない。もっと高度なロボットも既に登場している。人間の作業を模して自動車を組み立てたり、塗装したりする産業用ロボットは、多種多様でパワフルな半導体デバイスを数多く使って作られている。

こうしたロボットの中で使われている半導体デバイスを機能別に分類すると、「知覚・識別・認識」「モーター制御」「ネットワーク」の3つに分けることができる。これら3つの機能は、半導体デバイスを使ってロボットに組み込まれる基本要素と言える。今後、ロボットがいかに進化しても、この3つは必ず必要だ。それぞれの機能とそこで使われる半導体デバイスについて、もう少し詳しく見てみよう。

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