株式会社NTTドコモ（以下、ドコモ）と株式会社日立製作所（以下、日立）は、スタンドアロン方式の5G環境下にてARを活用した組み立て作業支援アプリケーション「AR組み立てナビ」の安定稼働を確認する実証実験を2022年3月29日（火）まで実施した。

結果、4G LTE通信では満たせなかった安定稼働の許容条件をクリアできたことが確認されたという。

AR組み立てナビの低遅延・安定稼働を確認

ドコモと日立は、製造業や社会インフラ分野のDXの推進に向けたユースケースを創出すべく、現在開発中のAR技術を活用した組み立て作業を支援するアプリケーション「AR組み立てナビ」の安定稼働を確認するための実証実験を、2022年3月1～29日の期間で行った。

なお実証実験の環境には、ドコモが2021年12月より法人向けに提供しているSA（スタンドアロン）方式の5Gサービス「5G SA」が利用されている。

AR組み立てナビは、作業現場の映像データをAIでリアルタイムに分析することで、作業者が行うべき行動が作業台にプロジェクションマッピングの形で表示される作業支援アプリとなっている。

また、現場で物理的な配線や設備等への考慮なく導入できる無線通信であること、かつ映像データをリアルタイムで分析・活用する必要があるため、大容量・低遅延な処理を行えるエッジコンピューティングの環境が求められる。

実証実験は、日立の研究開発の拠点である「協創の森」で行われた。ドコモの5Gサービスと「ドコモオープンイノベーションクラウド」を用いたエッジコンピューティングの実証環境を構築した実証の結果、AR組み立てナビの安定稼働のための許容条件のクリアが確認された。4G LTE環境では安定稼働条件は満たせていなかったという。

実証実験では、AR組み立てナビをドコモオープンイノベーションクラウド上で稼働させ、協創の森の実証環境とを5Gで接続。また信頼性・安全性の確保に、日立が開発の5Gハンドリングミドルウェアでパケットを複製し、メイン回線の5G SAとバックアップ回線のNSA方式（Non-Stand Alone）の5Gの双方で伝送し二重化している。

アプリケーションの実証では、前工程作業の完了を検知してから次工程の作業指示を投影するまでの応答時間を測定することで、アプリが実用に耐えられるかの検証が行われた。結果、応答時間の目標3秒以下に対し、目標値以下の1.5秒という結果となり実用に耐えられることが確認できたという。

ちなみに4G LTE通信の応答時間の4.2秒と比較すると2.7秒の応答時間の短縮となっており、複数の作業指示からなる工程全体では40%の生産性向上にあたるとのこと。また、5Gハンドリングミドルウェアを用いることで、SA方式の5G通信に遅延があった際でもNSA方式の5G通信からのデータが届くことで、通信が途切れることなく、AR組み立てナビの安定稼働ができることが確認されている。

日立とドコモは今後も連携し、今回の実証実験の成果を活用しながら様々なアプリケーションを活用した実証を積み重ね、高信頼で安定したパブリック5G環境とその環境を生かした効果的なユースケースの確立によって、製造業や社会インフラ分野のDX実現を支援していくとしている。

参考・関連情報・お問い合わせなど

□株式会社NTTドコモ：https://www.docomo.ne.jp/
ニュースリリース資料：https://www.docomo.ne.jp/binary/pdf/info/news_release/topics_220330_02.pdf

□株式会社日立製作所：https://www.hitachi.co.jp/
ニュースリリース資料：https://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2022/03/0330.html

・株式会社ブイ・アール・テクノセンター（以下、ブイ・アール・テクノセンター）、株式会社日立国際電気（以下、日立国際電気）、株式会社オプティム（以下、オプティム）らは、ローカル5G通信を活用した小型ドローンの屋内実証実験の実施を発表した。

・実証実験は岐阜県のテクノプラザ本館にて、自営で構築するローカル５Gと屋内での自律飛行型ドローン等を活用した、スマート保安推進に向けたものとなる。

ローカル5Gと屋内自律飛行型ドローンを同時活用した日本初の取り組み

ブイ・アール・テクノセンターと日立国際電気、オプティムは、ローカル5Gを活用した小型ドローンの屋内実証実験を2021年10月から開始した。

この実証実験は、岐阜県のテクノプラザ本館を工場設備に見立て、屋内を屋内自律飛行型の小型ドローンで撮影。撮影した映像はローカル５Gを活用し、高精細な映像を無線で伝送する。これによって事務室で工場設備の状態を高精細な映像で確認できるようになることを想定している。

尚、このローカル5Gと屋内自律飛行型ドローンを同時活用した屋内でのインフラ確認の実証実験は日本初の取り組みとなる。実証にあたっては岐阜県の補助事業の「岐阜県ローカル5G導入実証事業費補助金」が活用されているそうだ。

概要
１．ローカル5Gを用いた高速大容量及び安定したデータの伝送
ローカル5Gを活用することで、低コストで面的ネットワークを構築でき、かつ高速大容量に対応できる。自営の無線によって安定したデータ伝送、かつセキュリティレベルの高いネットワークが実現。

２．ドローンの撮影した映像による遠隔インフラ確認
現状では、工場の設備巡視点検は、多くの労力と時間を要している。設備点検をドローンで行う場合、高精細な画質が必要となるが、4Gでは高精細映像の伝送には通信速度、容量ともに不足しているため、安定した遠隔リアルタイム監視のためローカル5G通信を使用する。

出典：ブイ・アール・テクノセンター

この実証実験を始めるにあたり背景としてあったのは、工場での設備点検等を担う人材確保、設備の長期稼働による保守点検、新型コロナウイルス感染症下での安定稼働などの多くの課題だ。これらの課題解決のため、新たなデジタル技術を活用した工場設備保安業務のスマート化が求められていた。

現在普及している高精細なドローンの映像データは、ドローンの本体もメモリー媒体に記録・蓄積されている。再生するには着陸後に取り出すというのが一般的だが、この実証実験で活用されたローカル5Gを活用することで、高精細な映像を撮影しながらリアルタイムに確認することが可能となる。

人が現地で実施している定期的な設備巡視点検を、ローカル５G＋ドローンで代替することで、異常の早期発見や故障の未然防止を目指していくとしており、工場設備保安業務の効率化、安全性の向上が期待される。

株式会社ブイ・アール・テクノセンター
ローカル 5G を活用した小型ドローンによる屋内実証実験の開始について
リリース記事（PDF）：http://www.vrtc.co.jp/news/news211020.pdf

・西松建設株式会社（以下、西松建設）は、株式会社カナモト（以下、カナモト）と有限会社浅草ギ研（以下、浅草ギ研）、ジオマシンエンジニアリング株式会社（以下、ジオマシンエンジニアリング）と共同で、ホイールローダーをローカル5G通信によって遠隔操縦させるシステムを開発した。

・システムは山岳トンネル坑内にて遠隔施工実証実験が行われた。28GHz帯のローカル5G通信が山岳トンネル坑内で適用されたのは、国内でも初という。

国内初適用。トンネル坑内でのローカル5G通信を使用した遠隔操縦

西松建設は、カナモト、浅草ギ研、ジオマシンエンジニアリングと共同で、山岳トンネル堀削時に岩石や土砂をダンプカー等に積み込む建機であるホイールローダーをローカル5G通信によって遠隔操縦させるシステムを開発し、実際にトンネル坑内にて遠隔施工の実証実験が行われた。28GHz帯のローカル5G通信を山岳トンネル坑内に適用したのは、これが国内で初という。

今後、国内の労働人口減少はさらに加速する見込みで、建設業界においても施工などの省人化・無人化の取り組みは喫緊の課題となっている。このような状況の中、複数の特殊重機による複雑な作業が必要となる山岳トンネル工事においても、自動化・無人化技術の開発は推進させていく必要があり、西松建設ではトンネル施工の各作業における無人化（遠隔操作）・自動化施工に関する要素技術の開発を進めており、今回のホイールローダの遠隔操作システムもその取り組みのひとつだ。

システムの概要

ローカル5Gを使用したホイールローダー遠隔操作は、遠隔操作システム、映像・制御信号通信システム、安全走行管理システムで構成される。各種システムの詳細は以下となる。

１．遠隔操作システム
システムは運転操作に必要な装置で構成。ホイールローダの運転は、ステアリング、ブレーキ・アクセルペダルおよびアーム・バケットレバーの操作によって行われる。これらの操作が無線受信によって機械的に作動させるための遠隔運転制御装置がホイールローダに外付けされている。

出典：西松建設

また、遠隔操作を行う遠隔操作室には、実機と同じ仕様の遠隔操作コクピットと９画面のモニターが配置され、画面を見ながらコクピットから遠隔操作を行う。遠隔操作コクピットでは、実際の運転時の実機の振動や作動音も伝わるようになっており、実機運転とほぼ同じ環境下で遠隔運転が出来るようになっている。

出典：西松建設

２．映像・制御信号通信システム
システムは、遠隔操作に必要な映像・制御信号をローカル5Gで通信させる装置で構成。ホイールローダには、7台のフルHD車載カメラと5G端末、制御盤等で構成される「ホイールローダ搭載ユニット」が設置されている。また、ローカル5Gアンテナを高所作業車に設置したローカル5G分離型移動基地局や、坑内カメラ等で構成される「坑内固定ユニット」を切羽後方に配置。

３．安全走行管理システム
遠隔操作時には安全走行を確保するための、ホイールローダの運転を自動的に緊急停止させるシステムが備わっている。緊急停止は、ホイールローダへの人の異常接近をAIが認識した場合や無線環境にトラブルが発生した際に自動的に作動するが、コクピットからや携帯式のスイッチから緊急停止を手動で作動させることもできるという。また、ホイールローダ周辺の安全状況や坑内設備との接近は、遠隔操作室に設置された全周囲モニターによって確認することもできる。

このシステムの実証実験は、国土交通省北海道開発局小樽開発建設部の発注である「一般国道5号 仁木町 新稲穂トンネルR側仁木工区工事」で行われた。実験ではホイールローダの坑内走行、堀削ずりの運搬やクラッシャーへの投入など、実施工と同様の作業を遠隔操作にて実施。

出典：西松建設

この実証実験で、運転操作に大きく影響するような映像伝送の遅延や通信不具合などは起きず、狭隘である坑内においても有人運転に近い高速走行や、堀削ずりの積み込み、クラッシャー投入時の微妙なバケット操作を遠隔によって実施することができたという。

出典：西松建設

今後、西松建設では現場試行を継続しながら改良し、早期の実用化を目指している。また、今回の遠隔システムを始めとした山岳トンネル施工に使用する各重機の無人化技術を効果的に組み合わせた「山岳トンネル無人化施工システム（Tunnel RemOS）」の構築を急ピッチで進めているという。

□西松建設
国内初。トンネル坑内においてローカル5Gを使用したホイールローダの遠隔操縦を試行
リリース記事：https://www.nishimatsu.co.jp/news/news.php?no=NDg4

この件に関するお問い合わせ
西松建設 各種お問い合わせ：https://www.nishimatsu.co.jp/news/news.php?no=NDg4

・損害保険ジャパン株式会社（以下、損保ジャパン）、株式会社ティアフォー（以下、ティアフォー）、KDDI株式会社（以下、KDDI）、小田急電鉄株式会社（以下、小田急電鉄）の4社が取り組んでいる「5G×自動配送プラットフォーム事業」が東京都の「令和3年度西新宿エリアにおける5Gを含む先端技術を活用したスマートシティサービス実証事業」に採択された。

・プロジェクトを通じ、ヒトの移動だけでなく「モノが移動する」新たなスマートシティの実現に向け、西新宿エリアにおけるラストワンマイルを自動走行ロボにより配送するサービスの実証を行っていくという。

自動配送サービスの提供を目指し共同で実証実験を行う事業者を募集

損保ジャパンとティアフォー、KDDI、小田急電鉄の4社が取り組む「5G×自動配送サービスプラットフォーム事業」が、東京都の「令和 3年度西新宿エリアにおける5Gを含む先端技術を活用したスマートシティサービス（5G等活用サービス）実証事業」に採択された。

4社はプロジェクトを通じて、ヒトの移動ではなく「モノが移動する」新たなスマートシティの実現に向けて、5G を活用し西新宿エリアにおけるラストワンマイルを自動走行ロボットが配送するサービスの実証実験を、2022年1月頃から行うという。また、実証実験のモノの配送サービスを利用し、共同で課題検討などをしていく事業者を募集する。

実証実験の背景と目的

西新宿エリアは、デジタルの力で東京のポテンシャルを引き出し、都民が質の高い生活を送ることを目指した概念である「スマート東京」の先行実施エリアとして、5Gなどの高速モバイルインターネット網を21世紀の基幹的公共インフラと位置付け整備を促進する構想である「TOKYO Data Highway基本戦略」における5Gの重点整備エリアのひとつに設定されている。

プロジェクトでは、その西新宿エリアを全国に先行する実証エリアとし、東京都内において5Gを活用したサービスの事業化を促進することを目的としている。

ティアフォー社はパートナー企業である損保ジャパン、KDDIと共に、2020年から自動走行ロボットを活用した配送サービスについて協力体制を構築してきた。また小田急電鉄は新宿中央公園などの地域資源を活用し、西新宿エリアの魅力創出に向けた取り組みを推進してきた。実証実験では、自動走行ロボットによる新たな配送サービス事業の実用化に向け、技術・運用・事業面での課題を可視化し、早期実用化を促すことを目的として実施するとしている。

プロジェクトにおける実証実験の概要

「ヒトが移動する」街から「モノが移動する」スマートシティへ、をテーマに自動走行ロボットによる5Gを活用した配送サービスの実証実験を行う。

走行エリア

テーマ
「ヒトが移動する」街から「モノが移動する」スマートシティへ
１．自動走行ロボットによる配送サービスプラットフォームの構築
・地域内の「ラストワンマイル配送」プラットフォームとして、自動走行ロボットを活用した実証を実施
・多くの公道自動運転実証で培った走行技術、運行管理技術、5Gを活用した遠隔監視技術、トラブルサポートなど、配送サービスの実現に必要となる先進技術を、事業者向けにパッケージングして提供

２．西新宿エリアでのサービスイメージ想起と実用化への課題発掘
・事業者と広く連携してサービスシナリオを立案し、実際のサービスイメージを想起させる実証を実施
・実施の結果、実用化にむけた課題について、技術面・運用面・事業面で洗い出しと対応方針の策定

取り組み内容
さまざまなサービスシナリオに沿ったユースケースを用意し、西新宿エリア内に複数設置された「ミーティングポイント」までモノやサービスを積み込み、自動走行ロボットが配送。

ユースケース例
事前予約されたお客さまへ、自動走行ロボットがホテルから公園まで飲食物をお届け。ホテルのサービスを屋外でも楽しめる新しい過ごし方の提案により、スマートシティ化が進む西新宿の“未来のライフスタイル“が体感可能。
※その他にも今回募集する事業者とさまざまなユースケースを検討予定

車両
自動運転システム「Autoware」を搭載した自動走行ロボットを、実証実験に向け新規に開発予定

各社の役割

このプロジェクトにおいて、西新宿エリアでの自動配送サービスの実証実験を共同で実施する事業者を募集しているとのこと。詳細に関心のある事業者は以下のメールから連絡を受け付けているとのことだ。
＜事業者募集に関する連絡先＞
ティアフォー事業本部：sales[@]tier4.jp

□損保ジャパン株式会社
西新宿エリアで5Gを活用した自動走行ロボットによる配送サービスの実証実験を展開
リリース記事：https://www.sompo-japan.co.jp/-/media/SJNK/files/topics/2021/20210820_1.pdf?la=ja-JP

・株式会社コシダテック（以下、コシダテック）は、株式会社ディジタルメディアプロフェッショナル（以下、DMP）と、株式会社NTTドコモ（以下、NTTドコモ）が提供するドコモオープンイノベーションクラウド®を活用した技術開発に取り組むことを発表した。

・開発内容は、「広角カメラによる物体検出と検出した物体までの距離計測」、そして自己位置推定と環境地図作成を行う「Visual SLAM」の実現に向けたものとなる。

汎用広角カメラによる5G×画像認識の実現で安価なAIソリューションの提供を目指す

コシダテックとDMPは、汎用広角カメラによる5Gと画像認識AIを実現することで、安価な画像認識ソリューションを提供する。また、この技術にドコモオープンイノベーションクラウドの「クラウドダイレクト」技術をかけ合わせることで、エッジAIを活用することなく人の認識速度に追随できる速度でAI処理を実現するという。

この技術の実現で、ドローンや建設機械をはじめ、AR/VR/MR等による画像認識技術の活用範囲を広げる支援を可能にし、Visual SLAMも掛け合わせた汎用の広角カメラによる自動運転・自動走行の実現を目指し、これまでLiDARやステレオカメラで実用化している産業車両や搬送ロボットなどへの適用とハードウェアコストの低減に貢献するとのことだ。

コシダテックはこれまで20年来、NTTドコモのデータ通信を利用したソリューション事業で機械間通信やIoTを通じ、業務効率化や生産性向上を支援してきている。今回の取り組みにおいて、さらにAIに精通した技術開発力を要するために、DMP（デジタルメディアプロフェッショナル）との技術提携に至っている。

DMPは、長年に渡り培った3Dグラフィックス技術を用いた画像認識を実現。またコシダテックの求めている「物体検出からVisual SLAMを実現するまでの技術」を有している。

これにより、DMPは広角カメラによる「AIを用いた画像認識」と「Visual SLAM」の実現、コシダテックは「5Gと通信を活用した画像伝送」の実現とドコモイノベーションクラウドを活用した「ネットワーク環境構築」を両社が担うことで、5G通信を利用する「広角カメラによる物体検出と距離計測」及び「Visual SLAM」の実現を目指す。

AIソリューションでは精度の高い画像伝送技術とリアルタイム性能が求められるが、コシダテックの技術は協業メーカーの仕様や要件に応じた高精度な画像認識ソリューションを広範囲に提供できるようになると考えられている。

□株式会社コシダテック
NTTドコモ5Gを利用した画像認識技術の開発を開始。汎用広角カメラによる５G×画像認識を実現し、多様なシーンにおける安価なAIソリューションの提供を目指す
リリース記事：https://www.koshida.co.jp/pdf/info_20210318.pdf

・西日本電信電話株式会社（以下、NTT西日本）と株式会社NTT西日本ファシリティーズ（以下、NTTファシリティーズ）、日本電気株式会社（以下、NEC）、株式会社竹中工務店（以下、竹中工務店）は、建設現場の安全管理強化に向けたDXに関する連携協定を締結した。

・４社は、NTT西日本新本社ビルの建設予定地をフィールドとした作業所DX共同トライアルを実施する。

４社の連携協定締結とローカル５Gを用いたDXの共同トライアルの実施

建設業界において、今後の様々な大規模イベントに関連する新規建設が増加すると見込まれている。しかし、建設業界では就業者の高齢化と若手の入職者も不足しているのが現状であり、労働人口が減少しているという課題があるが、その課題解決の手段のひとつとして、ICTを活用した作業効率化が効果的だと考えられている。

また、建設現場では様々な作業があり、作業員や第三者に重篤な危害を与える災害リスクのある危険作業について、事前にリスクを洗い出しそれに対処することが重要となる。

そのような危険作業においてもICTを活用した安全管理の支援は効果的であると考えられており、以上のような背景から、NTT西日本とNTTファシリティーズ・NEC・竹中工務店の４社は、このような現状の建設業界の課題をICTで解決していくべく、連件協定を締結している。

その連携協定に基づき、NTTでは西日本新本社ビルの建設予定地をフィールドとして2021年2月25日より、ローカル5G通信を活用して作業所DXに関する共同トライアルを実施するとのことだ。

共同トライアルの内容

１．AIカメラを用いた危険エリアの侵入検知の検証
工事現場の危険エリアでは安全設備・安全行動のいずれかが欠けることで重大事故に即つながるため、AIカメラの支援でタイムリーな監視、是正を行う。

出典：竹中工務店

２．ローカル５Gを用いたエレベーターシャフトない作業の可視化と危険予知の検証
エレベータ組み立て工事は、狭いシャフト内での高所作業であり、かつ作業も複雑で多くの危険を伴うため、ローカル５Gと高性能カメラで安全監視を行う。

出典：竹中工務店

各社の役割

NTT西日本：トライアルフィールドの提供、ローカル5Gを始めとしたNW環境の提供およびその有用性の検証

NTTファシリティーズ：工事監理の立場としてのトライアル結果の分析および有用性の検証

NEC：建設現場の無線環境下における映像解析技術を用いた安全性向上建設DXの提供およびその有用性の検証

竹中工務店：作業所としてのトライアルフィールドの提供。施工者の立場としてのトライアル結果の分析および有用性の検証

今後、この共同トライアルを通して建設現場での有用性や利活用方法について検討し、事故の無い安全な建設現場の実現に向けたICT技術の活用事例を更に創出していくとのことだ。

□株式会社竹中工務店
建設現場の安全管理強化に向けたデジタルトランスフォーメーション（ＤＸ）に関する連携協定の締結及び
リリース記事：https://www.takenaka.co.jp/news/2021/02/04/pdf/20210225.pdf

そんな感じで、携帯電話に関してはまだまだ５Gの回線契約は愚か、対応端末を持つメリットもほとんどないというのが現状。今後の急速なエリア拡大に期待する他ありません。

そんな５G通信ですが、産業用途に関してはその活用方法が色々と模索され、新たな技術が可能になったりしているのはこのブログでも何度かご紹介させていただいています。

本日は「ブルーイノベーション株式会社」と「京セラ株式会社」が、ドローン分野で５G通信を活用した新たなソリューションを開発したというニュースがありましたので、そちらをご紹介したいと思います。

５G通信デバイスを利用したドローンの新規ソリューション

ブルーイノベーションと京セラは、ブルーイノベーションの開発した複数のドローンやロボットを制御・管理するシステムプラットフォームの「BEP（Blue Earth Platform）」と、京セラの無線通信端末技術を融合させ、ドローン分野での新たなソリューションを共同開発。

BEP（Blue Earth Platform）とは
ミッションをベースとした複数のロボットを統合管理するプラットフォーム。任意の地図情報や物体の位置情報、それらオブジェクトの属性情報を統合・管理することで、ロボットの自動制御による業務ミッション達成を実現。

出典：ブルーイノベーション

この技術は、先日幕張メッセで開催された「Japan Drone2020」にて展示紹介されています。

５Gコネクティングデバイスを利用したドローン新規ソリューション

ドローンやドローンポートに設置したカメラや各種センサーの情報を、京セラ開発の５Gコネクティングデバイスを活用し、ブルーイノベーションのＢＥＰへ伝送することで、様々なソリューションを実現。

５Gコネクティングデバイスは、ドローンやロボットに搭載可能な小型の通信端末で、５G通信により「高速大容量」「多接続」で、センサーの情報をサーバーへ伝送することが可能。

ブルーイノベーションのＢＥＰは「複数台の飛行・群制御」「非GPS環境下での自己位置推定技術」「物流用ドローンポートの運行管理」「AI解析連携」等に強みを持っており、センサーからの大容量の情報を活用し、高精度かつ安全なドローンの飛行や効率的な業務フローを実現します。

この技術は秋からプラント点検及び物流の各ソリューションで実証実験を実施する予定とのこと。

１．プラント点検におけるソリューション

プラント点検においては、「ドローンで撮影した映像を安全に管理したい」「その場で点検結果を確認したい」というニーズがあり、このソリューションでは、ドローンで撮影した映像をリアルタイムでサーバーへ伝送し、安全に格納しつつ、ＡＩなどで解析した結果を現場の点検員に伝送することを実現。

出典：ブルーイノベーション

２．物流ドローンにおけるソリューション

物流においては、ドローンの離発着エリアであるドローンポート周辺の安全性の確保や、ドローンの飛行状態の監視が求められています。

このソリューションでは、ドローンポート周囲を監視しているカメラ映像をリアルタイムで航空管制室へ伝送したり、ＡＩで周囲の安全性を解析したりすることで、ドローンの離着陸の安全性を確保します。

出典：ブルーイノベーション

まとめ

プラント点検、物流ドローンの両技術ともに、ドローンの映像をリアルタイムに伝送したり、大容量の情報を扱う所が５G通信の主な活用部分となっています。

多くのドローンのソリューションの中には４G通信などを活用する技術もありますが、現状では上空での携帯電波の利用には案件ごとに総務省への申請が必要となっています。これも法改正が検討されており、２０２０年の後半にはドローンの携帯電波利用が解禁される見込み。

また、昨年の成長戦略の閣議決定では、２０２２年度には都市部での目視外飛行の実現という目標も打ち出されており、これにより携帯電波網を利用した目視外飛行の活用も進んでいくでしょうし、５G通信が広く普及してくればそこからさらにソリューションの進化も進みそうです。

本日はそんな５Gを活用したデジタルファクトリーの実現に向け、「KDDI株式会社」と「DMG森精機株式会社」が共同実験を行ったという話題。

DMG森精機伊賀・東京の拠点に５G環境を構築

DMG森精機株式会社と、KDDI株式会社は、第５世代移動通信システム「５G」を活用したデジタルファクトリーの実現に向け共同検討、および共同実験を５月２１日から開始したそうです。

両社は、製造業全体のデジタルトランスフォーメーション（DX）を協力に推進すべく、２０２０年４月には森精機伊賀事業所、７月には東京グローバルヘッドクォータ（東京都江東区）に５G環境を構築するとのこと。

２つの拠点で「高速」「大容量」「低遅延」の特性をもつ５Gを用いて、ユーザーの生産性向上に貢献するソリューション開発をさらに加速させていきます。

背景

製造業界においては、変種変量・多品種少量生産の実現、生産性向上、スキルの標準化など、製造現場における課題は近年大きく変化してきており、機械の高精度化・高効率化とともに製造現場の自動化に対するニーズが高まっています。

一方で、工作機械を使った切削加工時に発生する、切り屑が稼働の停止や加工不良の大きな要因になるなど、無人運転や夜間運転による自動化に対して課題があります。

DMG森精機では、このような課題に対し最先端のテクノロジーを駆使して課題解決や生産性の向上を行うデジタルファクトリー化を進めているとのことです。

実験の内容

実験では、工作機械内部のカメラ画像をもとに、切り屑の堆積場所と堆積量をＡＩが推論し、洗浄経路を自動で生成計算することで切り屑を最適に除去する、DMG森精機の新技術「AI切りくず除去ソリューション」に５Gを導入。

出典：KDDI

５Gの高速・大容量という特長を活かし、工作機内における大量の画像データの自動収集を加速させ、より高度なＡＩ機能の実装の有効性を検証します。

出典：KDDI

今後の取り組み

２拠点の５Gを活用することで、工作機械内の画像がけでなく各種センサー情報などの大容量データをリアルタイムに収集し、より正確なユーザー状況の把握が可能となります。この情報を活用し、機械性能を最大限に発揮するための技能向上ソリューション開発を両社で目指すとのこと。

さらにKDDIの有する５Gビジネスの開発拠点である「KDDI DIGITAL GATE」を活用し、製造現場における課題の深堀りや課題解決の検証を実施していくそうです。

まとめ

工作機械での加工は、どうしても材料を削ることにより発生する切り屑が大きな問題です。切り屑が仕上げ面を傷つけることもありますし、材料と刃物の間に挟まると刃物が破損したり、仕上げの寸法精度にも影響を及ぼすものになったりします。

また、刃物の切れ味の状況で切り屑の形状も変化したりするので厄介極まりないです。工作機械の完全自動化が難しいのはこういった問題があるためです。業界の方にとっては長年この問題に頭を悩まされていることでしょう。

今回のようなＡＩの力でそれが可能となるのか？注目しておきたいところです。

これまでのように、初期段階では主に首都圏での展開になるのは間違いないと思いますが、総務省が地方の課題解決等に５Gが必要だと訴えているので、案外早い段階で広まるかもしれません。

そんな５G通信ですが、建設業界では既に大手ゼネコンが様々なソリューションを開発されており、中でも建機の無人運転や遠隔操作などが多い印象です。

本日もそんな建設業界の５Gを活用した建設機械の遠隔操作と自動運転、そして施工管理データをリアルタイムで伝送・解析し、施工を行うという実証実験に成功したという話題。

統合施工管理システムによる新しい建設工事の在り方

ＫＤＤＩと大林組、ＮＥＣは、２０２０年の２月３日～１４日の間、建設中である三重県の川上ダムの施工フィールド提供を受け、５Ｇ通信システムを活用した実証実験を実施。

各社の役割

出典：大林組

３台の建機の遠隔操作と自動運転システムを搭載した振動ローラーの同時連携に加えて、工事に必要な施工管理データのリアルタイム伝送・解析による一般的な道路造成工事の施工を実施し、これに成功したとのこと。

出典：大林組

この実証実験は総務省の５Ｇ総合実証試験（※1）の一環として実施されています。

※1　５Ｇ総合実証試験
電波を有効に利用できる実現性の高い技術について技術的検討を行い、その技術の早期導入を図ることを目的とし、総務省が技術試験事務を実施している。

実証背景

建設業界では現場作業員の高齢化、若手就業者の減少による労働力不足や技能の継承が喫緊の課題であり、省人化による生産性の向上が急務です。

実際の建設工事にあたっては、設計データや出来形管理など様々な大容量データを活用して施工を行っていますが、その際測量や出来形の確認は人の手で行われているため、多くの時間・労力が必要となり、効率化が求められています。

そのような背景から、専門的技能を有するオペレーターが建機に乗らずとも、遠隔で操作できる遠隔操作システムの活用や、工事現場におけるＩＣＴを活用したセンシング技術による効率化が期待されています。

実証実験概要

各社ではこれまでに複数回にわたる５Ｇを活用した遠隔施工の実証試験を重ね、実用化に向けた取り組みを実施してきています。

今回の実証試験では、一般的工事現場での活用を見据えて、２０２０年２月３日～１４日まで、川上ダムの一部施工フィールドで、５Ｇを活用した試験を実施。

道路造成工事に係る一連の作業を遠隔操作、自動化を実現できることが確認されたそうです。

この実証試験で用いられた技術は、統合施工管理システム（※2）として、将来的にオフィス等の遠隔施工管理室から複数の現場に連続しアクセスが可能になることや、一人の熟練工が複数の建機、現場に同時に対応できることを目指しているとのこと。

※2　統合施工管理システム
土木施工作業における複数の作業工程（計画、機械施工、出来形、品質管理、安全管理）を統合し、遠隔地で管理運用するシステム

実証試験内容

１．５Ｇを活用した建機３台の遠隔操作による堀削、運搬、敷きならしの実施

３台の建機（油圧ショベル・クローラーキャリア・ブルドーザー）へ、前方映像用の２Ｋカメラを各３台、全方位カメラを１台設置した計１２台のカメラ映像と遠隔操作の信号データを５Ｇでリアルタイムに伝送。

出典：大林組

さらに各建機の工事キャリアを俯瞰する計８台の２Kカメラと、工事エリア全体を俯瞰する４Ｋ３Ｄカメラも活用し、土砂の堀削、運搬、敷きならしを実施。各建機には５Ｇ端末と基地局を向き合わせるための仕組みとして正対装置を搭載している。

２．５Ｇを通じた自動運転システム搭載の振動ローラーによる転圧作業の施工指示、および施工結果の取得

出典：大林組

振動ローラーで敷きならしされた土砂の転圧を実施。転圧作業にあたり、５Ｇを活用し自動運転システムを搭載した振動ローラーと遠隔施工管理室間で、施工指示データと振動ローラーの位置情報、転圧結果、品質をリアルタイム伝送。

３．５Ｇを活用したＧＮＳＳデータ伝送による施工管理

上記の１，２の各建機からの映像やデータ伝送と合わせて、４台の建機（油圧ショベル、クローラキャリア、ブルドーザー、振動ローラー）に設置したＧＮＳＳから取得するデータ（建機位置情報、現場状況と設計値との差異）を５Ｇで遠隔施工管理室に伝送。

出典：大林組

マシンガイダンス（※3）により各建機の遠隔操作をサポートするとともに施工結果をリアルタイムに取得。

※3 マシンガイダンス
建機の操作席のモニタ画面に、施工する部分の完成形などを表示し、オペレーターの操作をサポートする機能。

４．リアルタイム３Ｄレーザースキャナによる土砂量や造成結果データの５Ｇ伝送

建機の工事エリアに３Ｄレーザースキャナを２台設置し、マシンガイダンスにデータを利用するとともに５Ｇを用いて施工現場の土砂量や造成結果のデータを伝送し、遠隔地からリアルタイムに出来形を確認。

まとめ

遠隔に居ながらにして複数の現場にアクセス可能になり、一人が複数の建機を見たり現場対応ができるようになるという、まさに次世代の働き方。

５Ｇの超高速、低遅延通信が可能になることで、建機の遠隔操作が当たり前になる時代はすぐそこまできていますね。

出典：Mojo vision

何でも開発会社の「Mojo vision」という会社は、AppleやGoogle、Amazon、Microsoftという大手テック企業の出身者が創業している会社ということで話題になっています。

医療現場での活用を最優先しているということで、一般的な販売まではまだまだ長い道のりが必要かと思われますが、それが実現する頃にはどんな世の中になっているか想像もつきませんが楽しみですね。

ＶＲに関しては、最近では大きなイノベーションは無く少し落ち着いてきた印象がありますが、５Ｇ通信などが加わることでさらに活用範囲も拡大してきそうです。

ということで本日はＶＲのリアルタイム配信を５Ｇ通信で実現したという話題。

「５G×低遅延VRリアルタイム配信×ネットワークカメラ」１秒以下の低遅延配信に成功

株式会社クリーク・アンド・リバーのＶＲ分野の子会社である「株式会社ＶＲ ＪＡＰＡＮ」が、コニカミノルタジャパンとＮＴＴドコモとの共同で、「ドコモ５Ｇオープンラボ®Yotsuya（2019年12月開催）」にて、５Ｇを活用した共同実証実験において、大容量データとなる３６０°映像を１秒以下の低遅延で配信することに成功したとのこと。

出典：クリーク・アンド・リバー

この実験ではコニカミノルタの高機能ネットワークカメラ（MOBOTIX）の３６０°撮影映像を、VR Japanが所有する低遅延ＶＲリアルタイム配信システムを用いてほぼ同時にＶＲゴーグルに配信。

３６０°映像のリアルタイム配信による双方向コミュニケーションが実現したことで、医療教育分野の遠隔教育ソリューションや、建設現場の安全管理における遠隔監視ソリューションなど、様々な社会課題解決への活用が期待されます。

社会課題解決への活用イメージ

このＶＲ＋５Ｇの活用が社会課題の解決にどのように役立つのか、今ひとつピンとこないと思いますが、医療業界と建設業界での活用方法としては以下のようになります。

１．医療業界向けの遠隔教育ソリューション

少子高齢化社会を迎える日本の医療現場において、患者の増加と医師不足は喫緊の課題です。また、遠隔地にいる地域医療の最前線の医師が医療を効率的に学ぶ環境が必要となっており、技術を有する医師の指導を受けられる医療教育体制を整えることが、無医地区や地域医師不足の解決に繋がると考えられています。

出典：クリーク・アンド・リバー

この医療業界向けの遠隔教育ソリューションでは、３６０°ＶＲ映像で視聴する側が自由な視点で見たい場所を見られる他、ピクチャ・イン・ピクチャ技術の活用で、手元をクローズアップした映像や超音波診断装置、画像診断ワークステーションなどの映像を画面上に映し出し、視聴者は視点を大きくずらすことなく確認が可能。

また双方向の会話も可能で、これによって遠隔地の医師は、画像確認や診断行為などの複数で複雑な医療技術を１つの映像で直感的に確認しながら、経験値のある医師が目の前にいるかのような感覚で技術指導を受けることが可能となります。

２．建設現場の遠隔監視ソリューション

建設現場では労働災害を防止するための措置が最も重要。現場で働く人の安全と健康を確保し、快適な職場を形成することが求められています。

また、労働力不足の解決が課題となっている建設業界は、安全管理の技術を有する人材の確保も、今後は益々難しくなると言われています。

出典：クリーク・アンド・リバー

建設現場の遠隔監視ソリューションでは、高機能ネットワークカメラ（映像解析～検知機能）の３６０°撮影映像をほぼ同時にＶＲ ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）に配信できるため、遠隔にある監視センターが現場の状況をリアルタイムで確認したり、現場とのコミュニケーションも図れます。

これまで人が巡回して監視したり、一方向のカメラによる監視だった現場を、遠隔監視ソリューションとMOBOTIXの機能（解析と検知、通報）により、頻度を高く詳細に広範囲に監視することが可能となり、安全管理への寄与が期待されます。

まとめ

ＶＲは現実世界とは遮断され、その世界に一人で入り込んでいくという印象があるのですが、３６０°カメラで現実世界を写し、その視界を共有することで外部からのアドバイスを受けられたり、監視カメラの視界をＨＭＤに配信するというようなことが可能になります。

そこには次世代通信である５Ｇがあればこそ。来月から順次サービス開始される５Ｇですが、５Ｇが普及することで単に通信速度が早くなるというだけでなく、多数分野のテクノロジーの活用が加速していきそうです。