MetraLabsのロボット、AI時代の自動車サプライチェーンを変革へ

チューリンゲンの森で詩的な生活を送る共同創業者ヨハネス・トラウベルト氏、「未来は人間とロボットの『賢い仕事の分担』に焦点が当たる」と語る

ドイツ、イルメナウ — ヨハネス・トラウベルト氏の声には安らぎがある。最新のフラウンホーファー研究所建設現場（旧東ドイツの産業遺産と並んで建設中）をシュコダで颯爽と走り抜けながら、1780年にゲーテが近くのキッケルハーン山頂の山小屋の木壁に刻んだ詩『放浪者の夜の歌 II』を朗詠する。

すべての山頂に
安らぎあり
すべての樹梢に
君は感じる
かすかな息吹さえ
林の中の小鳥は沈黙す
待て、まもなく
君も安らぐだろう

トラウベルト氏はこの詩を「休め、クールダウンし、人生の優先順位を見直せ」と解釈する。

カリフォルニアの企業がロボティクスと自動化の専門知識を求めて来たとき、彼はまさにそうした。1990年に鉄のカーテンの向こうで暮らすすべてのドイツ人が解放されて以来、彼がチューリンゲンの森で築いた充実した生活から離れることはなかった。

その生活には、高校時代からの友人3人と大学在学中の2001年にMetraLabsを創業し、製造業で働く女性と結婚し、双子の父親となり、インフィニオンのようなドイツのチップメーカーの業務を大幅に改善してきた実績が含まれる。

また、MetraLabsの製造現代化への貢献が認められ——ドイツのみならずチェコ、フランス、英国、シンガポール、米国でも——、彼のオフィスから数ブロックの場所に建設中のピカピカの新政府研究所には、フラウンホーファーとMetraLabsが共有するモバイルロボットイノベーションラボが設置される予定だ。

大幅な時間短縮

インフィニオンはMetraLabsの影響力を示す好例だ。

自動車サプライヤーである同社は、環境パラメータが基準を満たさないために日々の生産を廃棄せざるを得ない事態に見舞われていた——それは人間が空気質サンプルを採取し、数時間かけて判明していたことだ。

しかし2010年以来、MetraLabsの自律ロボット「Scout」を導入し、希ガスの存在を検知するために必要なデータ収集時間を300分から10分へ短縮した。

従業員18名のMetraLabsは、RFIDトランスポンダーを用いた自律在庫管理ロボットを製造している。「これは工場、機械工場、小規模工場でも使われます——例えば高価な工具の棚卸しにロボットを使うといった具合に」とトラウベルト氏。

クリーンルーム用途のScoutに加え、MetraLabsはメーカーが搬送したい物品に合わせてカスタマイズするロボット「Scitos X3」も製造する。

インフィニオンでは、MetraLabsロボットをウェハー、マスク、工具の工場内搬送にも使用。「この場合、ロボットが届けた工具を自動的に機械にセットします」とトラウベルト氏。

主目的はクリーンルームから人的要因を排除することだ。「人間はクリーンルームにおけるあらゆる汚染問題の発生源だからです。」

大学研究室とFabmaticsとの連携が鍵

MetraLabsの成功は、イルメナウ工科大学のNIKR LAB——神経情報学と認知ロボティクス研究室——との15年にわたる共同学術研究の賜物でもある。ホルスト＝ミヒャエル・グロス氏率いる同研究室は、人間と移動ロボットの相互作用に関する理論的手法を開発・発展させてきた。

また、Fabmaticsとの連携も重要だ。ドレスデン拠点の同社は、半導体製造工場におけるマテリアルフローとハンドリングプロセスの自動化を専門とする。「我々の製品は彼らの『カタログ』にうまく適合しました」とトラウベルト氏。両社は米国のチップメーカー（名前非公表）での導入実績がある。

MetraLabsの製品はクリーンルーム用途に限らない。

同社のロボットはドイツの自動車サプライヤーでも採用されている。「これはScitos X3の大型版です」と氏。「車の大型・重量内装部品を工作機械間で搬送します。まるで分断されたコンベアベルト、または個別型コンベアベルトのようです：コンベアベルトの代わりに複数のロボットが特定部品を運び、それが一工程ずつ、一つのワークステーションから次のワークステーションへと積み上げられていきます。」

これらのロボットは人間を認識し、相互作用する。

「タッチスクリーンディスプレイ付きロボットで情報取得できたり、人が去るのを待ったり、人を避けて走行したり。顧客の好みに応じて対応します。」

目的地だけあれば動けるロボット

MetraLabsのロボットはGPSに類似した屋内測位システムを搭載し、「自律能力を活かして障害物を回避しながら走行できる」と氏。「特定のルートは不要で、目的地さえあれば動けます。」

自律性には昼食・夕食・睡眠の休憩なしで24/7稼働も含まれる。

MetraLabsロボットはデータをデジタルかつ自律的に取得する。

「今日の大きな課題は、ビッグデータをどう活用するか——パターンを導き出しデータを活用するために必要な膨大なデータをどう集めるかです」とトラウベルト氏。「そのため、特定タイプの監視を行うロボットをますます開発しています。」

MetraLabsはまず空気品質チェックロボットを専門とし、次にRFIDベースの在庫管理ロボットを開発。今ではカメラと画像処理を搭載し、「何をどれだけ使い、いつどの工具ボックスを補充すべきかを把握できる」と氏。

顧客からは、「ロボット導入前は、高価な工具がテーブルの引き出しに隠れているのに気づかず、新品を発注してしまうケースがあった」との声も。「工具はずっとそこにあったのに——人間が見落としていただけです。」

従来型AGVが競合

PAL Roboticsが競合だとトラウベルト氏は認める。「しかし、施設内での物品搬送タスクでは、主な競合は従来型AGV（自律誘導車両）です。」

MetraLabsは従来型AGVに対し大きな優位性を持つ。AGVは「特定の軌道を追従する」からだ。床に敷設・埋め込まれたケーブル、床に引かれた色付きライン、反射板などを追従する。「それは非常に静的な軌道で、許容誤差はゼロ。一方、我々のロボットは環境、障害物、床の状態に対して許容的です。」

「目的地を指示すればよく、特定ルートは不要です。もちろんルートを定義することは可能——歩道なら右側通行など。しかし、我々のロボットを使うためにインフラを変更する必要はありません。ロボットが環境を学習し、AIを用いて地図を作成します。生産レイアウトが変われば地図を適応させられます。この適応は半自動で、人的介入は最小限です。」

ロボットが単調な仕事を担う

未来は人間とロボットの「賢い仕事の分担」に焦点が当たると氏。

それにより人間は自身が行う仕事により満足できるようになる。「我々のロボットが導入された現場では、人間の仕事がより魅力的になったり、既存の仕事が向上したりします——人間固有の能力がこれまでより良い形で活用されるからです。単調で愚直な作業はロボットが担います。」

人的資源が以前ほど豊富でない現場では、「彼らを最大限に活用しなければならない」とトラウベルト氏。「それは生産施設を通じて物品を運ぶことではなく、生産そのものと価値創造に関わらせ、品質をチェックし、すべてを回し続けることです。」

チューリンゲン州に広がる展望

MetraLabsは成長の大部分を自動車サプライヤー業界の新規顧客から見込んでいる。

チューリンゲン州には640社の自動車・サプライヤー企業が集積すると、チューリンゲン州開発公社の上級VP、アルヌルフ・ヴルフ氏。「彼らにとって市場に極めて近い場所にあるチャンスです——自動車サプライヤーが密集しているだけでなく、ヘッセン州、バイエルン州、バーデン＝ヴュルテンベルク州に隣接しているからです。」

さらに、州の繁栄する光学産業がセンサーと製造のデジタル化と絡み合い、チューリンゲンを「非常に強力で魅力的な」場所にしている。

AIの波が押し寄せる

自動車メーカー自体が、公道走行の自律走行車など市場要求に適応し、競争力を維持するためAI機能を追加している。

「機械が『あと5分で部品が切れる、ロボットに今伝えなければならない。ロボットが新しい部品を持ってくるのに4分かかる』と知っている状態です」とトラウベルト氏。「こうしてデータのインテリジェントな活用が進み、自律ロボットの走行経路上でデータを取得・活用する流れが加速しています。」

数ヶ月後、トラウベルト氏はフラウンホーファーIOSBの先進システム技術部門とフラウンホーファーIIS無線配布システム部門で、こうした知見を共有する予定だ。

「そこが我々のロボットのための、ガラス張りの華やかなプレゼンテーションホールになるでしょう」と、半分完成した4階建てビルを指差しながら語る。「我々の開発エリアは少し古びているが、対照的で良いでしょう？それもまた味わい深い、ね？」

* * *

放浪者の夜の歌 II

(ドイツ語で聴く：www.tinyurl.com/NightsongByGoethe)

Über allen Gipfeln
Ist Ruh,
In allen Wipfeln
Spürest du
Kaum einen Hauch;
Die Vögelein schweigen im Walde.
Warte nur, balde
Ruhest du auch.