ビジョンおよびイメージングテクノロジーは、工場のフロアを超えて成長を続けています
ビジョンとイメージングは、さまざまな市場でテクノロジーを実現するための重要な要素でした。マシンビジョンシステムは、産業プロセスを大幅に改善し、生産性、効率、品質を向上させると同時に、さまざまなユースケースでコストを削減できます。
産業用マシンビジョンの成長は、史上最高のペースです。 Association for Advancing Automation（A3）のマーケティングおよびメンバーサービス担当副社長であるAlex Shikanyは、北米のマシンビジョン市場が2021年上半期に26％拡大し、過去最高の7億6,400万ドルに達したと報告しています。 A3の調査では、回答企業とアナリストの95％以上が、今後6か月間で市場が下落しないと予想しています。 VisionVenturesのDr.Chris Yatesは、マシンビジョンテクノロジーの継続的な実装を推進する主な推進要因は、機能と価値に対する認識の向上であると述べています。コンポーネント、ソフトウェア、およびエンジニアリングのコストを削減します。より広範なテクノロジーの互換性と相互運用性。使いやすさに重点を置き、成功を収めています。
成熟した業界と新興産業の両方が、ビジョンとイメージングを引き続き採用していることは明らかです。しかし、マシンビジョンの次の産業ユースケースは何ですか？
工場外、現場へ
農業は、マシンビジョンなどの高度な自動化テクノロジーの幅広い実装から大きなメリットを享受し始めている業界の1つです。 USDAによると、米国の総農場収入は2021年に7.3％増加して4,860億ドルになると予測されており、技術の進歩が収益に大きな影響を与えています。急成長している分野は垂直農法であり、植物（野菜、果物、ハーブなど）は、主に屋内の垂直タワーで管理された環境で栽培されます。
農業における「精密農業」は、開発や研究中のさまざまなアプリケーションで、しばらくの間自動化の豊富なターゲットでした。作物の植え付けと収穫における自律型ロボットの使用は、ある程度の成長と受け入れが見られる分野です。無人トラクターは、主にGNSS / GPS（全地球航法衛星システムおよび全地球測位システム）を使用して誘導できます。ただし、完全な自律性には、予期しない障害物、特に人間や動物を検出して対応する能力が必要です。赤外線イメージング、LIDAR、3D Time of Flightなどのテクノロジーを使用した知覚システムは、農業用ロボットに正常に実装されています。視覚と深層学習モデルを備えた自律型ロボットは、一部の作物の化学物質を含まない除草にも使用されています。
収穫自動化システムは、視覚と画像に大きく依存しています。たとえば、協働ロボット（協働ロボット）や自律運動を備えた機械は、カメラとAIを使用して、熟した果実と熟していない果実を区別し、自動選択のガイダンスを提供します。 Abundant Robotics（www.abundantrobotics.com）は、ビジョンを使用して熟した果実を検出するリンゴ狩りロボットで最初の成功を報告しました。野菜の収穫もテーブルにあります。ケンブリッジ大学は、複数のカメラと機械学習を使用して健康で熟した頭を検出し、ピックをガイドするレタス摘み取りロボットのデモを行いました。
垂直農法は、作物と環境の制約が厳しいため、自動化に非常に適しています。視覚誘導ロボットは、苗木を捕獲して垂直成長塔に配置するための植え付けプロセス中の生産性の鍵となります。収穫も同様に自動化できます。
一般的な農業では、マシンビジョンを使用して作物を検査し、干ばつや病気を検出できます。ドローンを使用した植物レベルまたはフィールドレベルでのマルチスペクトルおよびハイパースペクトルイメージングは、広く使用されている技術であり、成功を収めています。検査やトリミングによっては、赤外線画像も使用できます。
ビジョンとイメージングの新しいアプリケーションは、精密機械加工業界でより広く受け入れられています。精密機械加工産業（CNC機械加工）は非常に成熟して繁栄しており、一部のソースからの市場規模は約4,000億ドルで、2021年には約7％の成長が見込まれています。品質と生産性を向上させる高度な自動化の採用に加えて、成長に貢献できるこの市場の主要な推進力は、人的資源を見つけて効率的に使用し、運用コストを削減し、機械加工の欠陥を排除し、無駄を避けるために欠陥を早期に発見することです。これらおよびその他の要因により、この業界は、製造プロセスにおけるロボット工学だけでなく、ビジョンとイメージングの新たな採用を示しています。
ロボット機械の手入れは、精密機械加工業界ではまったく新しいものではありませんが、広く受け入れられており、さらなる自律性を提供するためにマシンビジョンでタスクが進められています。機械のロードとアンロード用のロボットは、部品のピックアンドプレースをガイドできるため、精密機械加工に共通する小バッチ、高混合の実行でより高い効率を実現します。また、3Dイメージングは、機械加工する部品やブランクのランダムなビンピックをサポートするテクノロジーとして浮上しており、これにより、ハードフィクスチャやオペレーターの負荷が不要になります。
これらの新しい業界の例は、ビジョンおよびイメージングテクノロジーの恩恵を受けている市場のほんの一部です。新たな業界のユースケースが発展するにつれて、これらのテクノロジーはプロセスと品質を改善し続けます。
産業用ロボット