概要
アプリケーション:
拡張現実（AR)を利用したロボットプログラミング教育
チャレンジ:
ロボットのプログラミングや、ロボットの動き、他のファクトリーオートメーションや生産機械との連携について学ぶことができます。
ソリューション:
ABBのRobotStudio AR Viewerを使えば、ABBのオフラインプログラミングソリューションRobot Studioを通じて、ロボットが実世界でどのように環境と相互作用するのかを学ぶことができます。
ウィーンにあるUAS Technikum Wienの学生たちは、ABBの最新の拡張現実（AR）技術であるRobotStudio AR Viewerを使って、ロボットインストレーションの設計と開発について学んでおり、ロボットとのインタラクションの未来を見ています。
スマートフォンやタブレット端末に無料でダウンロードできるRobotStudio AR Viewerを使用すると、現実の世界でロボットがどのように環境と相互作用するかを見ることができます。この技術は、ロボットの動きについて学ぶのに役立ち、自由度と多軸構成についてより深い理解を得ることができます。
この技術を紹介しているのは、UAS Technikum WienのCompetence Center Virtual Technologies and Sensor SystemsのHorst Orsolits部長です。「当初はABBロボットのCADモデルを使用し、そこに情報を重ね合わせて6軸の産業用ロボットの複雑さの理解を深めるために、独自のAR体験を開発していました」
「その後、ABB RobotStudio AR Viewerとその使い方について、学生へのトレーニングを開始しました。これは、学生にとってRobotStudioの非常に優れた拡張機能であり、拡張現実ロボットアプリケーションを使って、3次元運動と6軸動作を理解することができます。最も期待できる点は、本当に直感的でかなり使いやすいということです。特にRobotStudioでは、学生が基本を学ぶ必要があるため、多少の学習が必要ですが、非常にわかりやすいと思います」
ロボット設置の見やすさ
RobotStudio AR Viewerアプリは、ABBのオフラインプログラミングおよびシミュレーションソフトウェアツールRobotStudioで作成したモデルのテストに使用でき、ロボットやロボットセルのサイズやスケールを確認することが可能です。また、ロボットがどのように工場に設置され、既存の生産設備と連携できるかも表示されます。このアプリは、モデル化されたソリューションを現実の生産環境に重ね合わせます。ユーザは、実物大に拡大したり、いくつかの角度で回転させたりして、あらゆる方向から設置状況を確認し、正しいレイアウトであることや、ロボットの動きが既存の設備と干渉しないことを確認することができます。
学生はこのテクノロジーを紹介され、自分で使用して、ARとは何か、ARで何ができるかについての最初の洞察を得ることができます。また、RobotStudioで使用して、パスプログラミングなどのテクニックをさらに体験する方法も学びます。
「従来の学習ワークフローでは、RobotStudioでのプログラミングが完了し、講師がプログラミングが正しいことを承認してから、実際のロボットに転送できるようになります」とOrsolits氏は言います。 「RobotStudioARViewerアプリをその間のステップとして使用することで、学生は自分のアプリケーションに対するより良い感覚、プログラムしたものの3次元での印象を得ることができ、たとえば経路計画で起こりうるエラーを回避できます。 RobotStudioは優れていますが、このアプリは、インストールとプログラムがどのようになるかについて、より没入感のあるアイデアを与えてくれます」
バーチャルワークがもたらす効果
AR Viewerの大きな魅力の一つは、特に学生の利用において、無料で簡単に使えるため、参入障壁が低いことです。複雑なツールやマニュアル、チュートリアルは必要なく、RobotStudioからモデルをエクスポートして、アプリやスマートデバイスに転送する方法を簡単に説明するだけでよいのです。
「このツールは、学生がソリューションを開発する際に物事をよりよく理解するのに役立ちます。また、物理的なロボットではなく、ツールを使って間違ったセットアップや非効率なセットアップを実証するのにも使えます」とOrsolits氏は言います。
Orsolits氏とUASの学生たちは、AR Viewerが、ARオブジェクトの揺れや移動を回避する優れたトラッキングアルゴリズムによって、安定した体験ができることも発見しています。「我々は通常、AR/MR体験において、使用するモデルの複雑さや大きさによって、揺れやトラッキング、位置特定などの問題を経験してきました。 RobotStudio AR Viewerアプリでは、このような問題は発生しません。
将来のニーズへの対応
Orsolits 氏は、次のステップとして、既存のロボットステーションにARを重ね合わせることができるようになると考えています。「学生がプログラミングしたものを記録し、実際のロボットセルにARロボットモデルを重ね合わせることで、ロボットが物理的な作業対象物上でどのように動くかを確認できるようにしたいのです」
また、産業界との連携も、学生に広い視野を持たせるのに有効な手段でしょう。「大規模なセットアップの場合、産業界のパートナーと協力し、RobotStudio AR Viewerアプリを使用して、ロボットやその他の機器の観点から、生産ラインの仕組みや、問題や課題が発生する可能性のある場所について説明することも計画しています」
ARは、トレーニングやコミュニケーションツールとして、すでに商業ユーザーの関心を集めています。「生産施設の中には、ARを使って人々に慣れ親しんでもらったり、同僚に新しい情報を伝達したりすることを重視しているところもあります。3D体験によって、核となる情報を簡単に伝え、視覚化を可能にすることができるのです」
将来的には、ロボットのプログラムも変わり、ABBのFlexPendantのような携帯端末はあまり使われなくなるとOrsolits氏は考えています。「複合現実感によって、ロボットの内部で起こっていることをよりよく理解できるようになるかもしれません。特に、ビンピッキングのような柔軟な生産システムでは、動的な経路計画が必要で、次のステップや動作が事前にわからないのです。高度に自動化された環境では変わりませんが、柔軟で個別の生産システムでは、ロボットとの対話の仕方がより重視されるようになるでしょう」
この技術は、従来の教育においても有望視されています。「我々は、VRとARを教室に統合する研究プロジェクトを開始しており、学生や講師の受け入れや体験する利益を測定しています。RobotStudio AR Viewerでも同様のことを行う予定です」とOrsolits氏は付け加えています。
