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竹中工務店、AWSで建物データの活用とロボット制御を行う基盤を開発

國谷武史 (編集部)

2020-02-14 15:30

 竹中工務店は2月14日、Amazon Web Services(AWS)の「RoboMaker」などを利用して建物のデータとロボットのデータを組み合わせ、ロボット制御や空間情報を活用するための「建設ロボットプラットフォーム」を開発したと発表した。2020年中の商用化を予定している。

「建設ロボットプラットフォーム」の概要
「建設ロボットプラットフォーム」の概要

 建設ロボットプラットフォームでは、建物の3次元モデルに仕上げやコスト、資材部品、管理などのさまざまな属性を追加した情報で設計、施工、維持管理を行っていく「Building Information Modeling(BIM)」のデータを用いる。例えば、BIMに含まれるフロアマップのデータで資材を運搬するロボットの移動経路を設定したり、各種ロボットを遠隔で制御や保守管理したりといったことができ、BIMとロボットのデータを掛け合わせて機械学習させ、制御アルゴリズムを開発するなど、さまざまな活用が期待されるという。

竹中工務店が開発、利用するロボット。年間数十台ペースで増えているという
竹中工務店が開発、利用するロボット。年間数十台ペースで増えているという

 竹中工務店では、主に施工作業などを行う「職人型専門ロボ」、単純作業や広域での作業を行う「サービス型ロボ」、施工状況など記録する「調査ロボ」の3タイプを開発し、建築現場で利用している。建設ロボットプラットフォームでは、サービス型ロボと調査ロボを対象としており、当初は人手に依存した比較的単純な作業をロボットに置き換えることで、作業者の高齢化や労働力の不足、建築現場の生産性の改善といった課題の解決を目指す。

 建設ロボットプラットフォームは、AWSが2018年11月に発表したRoboMakerを中心として、機械学習や動画像認識・解析、IoT(Greengrass)、サーバーレス(Fargate)などのさまざまサービスで構成される。開発は、竹中工務店とタワークレーンの積荷検知や異常検知などの技術開発を手掛けたブレインズテクノロジーが担当している。

屋内でロボットを自律走行させる上では、周辺環境の整備や変化への対応など多くの課題を伴う
屋内でロボットを自律走行させる上では、周辺環境の整備や変化への対応など多くの課題を伴う

 竹中工務店によれば、例えば、建築現場で運搬用のロボットを自律走行させたい場合、あらかじめロボットに移動ルートを登録し、ルート上にQRコードやカラーコーンなどのマーカーを設置しておき、ロボットにマーカーを認識させることで可能にしている。しかし、建築現場は作業業況に応じて環境が頻繁に変わるため、その都度マーカーの設置場所を変更したり、床に置かれた荷物や柱などが障害になってロボットがマーカーを認識できなかったりする問題がある。

 その解決方法を模索する中、Amazonが2019年6月に米国ラスベガスで開催した「re:MARS」に竹中工務店の担当者が参加し、この問題の解決にRoboMakerを活用する知見を得たことが、建設ロボットプラットフォームの開発につながったという。

 RoboMakerは、ロボット制御のソフトウェアやその開発環境、制御アルゴリズムの開発、データ分析、アルゴリズムを検証するためのシミュレーション、ソフトウェア更新、デバイスの一元管理といったロボットの開発から運用に必要な機能を提供する。AWSの自律走行車「DeepRacer」でも利用され、RoboMakerのリリース時には、米航空宇宙局(NASA)における惑星探査ロボット開発での実証などが話題になった。

竹中工務店大阪本店での実証実験。BIMデータと執務フロア内を巡回するロボットからのデータをRoboMakerに取り込み、機械学習を通じて制御アルゴリズムの精度を高めていった
竹中工務店大阪本店での実証実験。BIMデータと執務フロア内を巡回するロボットからのデータをRoboMakerに取り込み、機械学習を通じて制御アルゴリズムの精度を高めていった

 AWSでRoboMakerを担当するゼネラルマネージャーのRoger Barga氏は、クラウドを利用することで、ロボットに必要な機能一式を提供したり、潤沢なコンピューティングリソースを生かした迅速な開発、多数のロボットやデバイスの一元的な運用をしたりできるメリットを強調する。

 今回開発されたプラットフォームのポイントは、屋内環境における位置情報や空間情報の取得とそのデータの活用にあるようだ。屋外ではGPSから精度の高い位置情報を取得できるため、屋外で稼働する機器の遠隔制御やナビゲーションシステムなどさまざまなアプリケーションが実用化されている。一方、屋内では物理的な制約でGPSによる位置情報の取得が難しい。

 そこで先述したBIMの情報や屋内で稼働する機器、センサーから取得するデータで位置情報を把握し、位置情報や空間情報を必要とする荷物の運搬や巡回警備、設備の点検保守などに役立てる。今回はその仕組みをクラウドサービスで構築したケースになる。

「建設ロボットプラットフォーム」を発表した竹中工務店 生産本部生産企画部長の松尾享氏、AWS ロボティクスおよびオートノ―マスサービス担当ゼネラルマネージャーのRoger Barga氏、ブレインズテクノロジー 最高技術責任者の中澤宣貴氏(左から)
「建設ロボットプラットフォーム」を発表した竹中工務店 生産本部生産企画部長の松尾享氏、AWS ロボティクスおよびオートノ―マスサービス担当ゼネラルマネージャーのRoger Barga氏、ブレインズテクノロジー 最高技術責任者の中澤宣貴氏(左から)

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