自動化製品市場でTesla のヒト型ロボットが話題になる
実際に映像の中のターミネーターの姿は将来のロボット開発に対する人類の幻想を表している。
欧米のSF映画「ターミネーター」シリーズに出てくる「知事」アーノルド・アロイス・シュワルツェネッガーが扮するターミネーターロボットT-800は鉄骨で地べたをくぐって空を飛び、格好良くて機関車に乗っており、まるで本物の人間にそっくりだ。実際に映像の中のターミネーターの姿は将来のロボット開発に対する人類の幻想を表している。
現代的なヒト型ロボットはロボットを模倣したものであり、人間を模倣して開発されたものである。大きさによっても大型ヒト型ロボットと小型ヒト型ロボットに分けられ、前者は一般的に大人の大きさと同じで、およそ1メートル余りである。後者は卓上に置くことができ、卓上式の小型機器であり、1メートルを超えない。
1973年から世界初のヒト型ロボットWABOT-1の発売まで、この分野は既に本田阿西莫（ASIMO）ロボット、ボストン・ダイナミクスのAtlasロボット、Aldebaran Robotics社のNAOロボット、Agility Robotics社のCassieロボット等多くの先進的ヒト型ロボットが開発された。その内、一部のモデルは既に商業化されているが、業界全体を見ればまだ「実験」の段階にある。
（写真:ボストン・ダイナミクスAtlasヒト型ロボット）
Tesla 登場
2022年6月23日午後、Bloomberg社のインタビューを受けたマスク氏は:「ヒト型ロボット」Optimus Primeが9月30日のTesla AIデーに登場する。「マスク氏がTesla がヒト型ロボットを製造すると言及したのはこれが初めてではない。
2021年8月19日の最初のTesla 「AIデー」活動で、マスク氏はヒト型ロボット「Optimus Prime」の新しい概念を発表した。2022年以降、マスク氏はTesla の将来の事業に於ける「Optimus Prime」の戦略的地位を何度も高らかにアピールしてきた。1月、マスク氏は決算報告の電話会見で、「Optimus Prime」の開発はTesla の今年の最も重要な仕事であり、将来的にはTesla の自動車事業よりも重要で価値のあるものになるだろうと述べた。マスク氏は4月、ロボット事業への重視を改めて表明し、早ければ2023年にも生産を開始することを明らかにした。6月3日にマスク氏は今年のAIデーに「Optimus Prime」の試作品を確実に披露する為、8月の予定を9月末に延期し、「壮大な」発表になることを約束した。
（図:発表されたTesla のヒト型ロボットの概要）
市場はマスク氏の「繰り返し確認」にも反応を示し、6月21日の取引終了時点で、新時達、中大力徳等17のロボット概念株がストップ高となり、科大智能は8%超上昇した。概念株だけでなく、ロボットと関係のある川上・川下企業も投資家から熱心に追及され、関連事業の最新の進展を尋ねられた。
2021年のAIデーのイベントでいくつかのパワーポイントが示した概念の枠組みを除けば、「Optimus Prime」はこの半年間、実質的な新情報を出していないので、マスク氏ははったりだと考える人もいる。このプロジェクトに対する業界関係者の質問は(1)Tesla のヒト型ロボットの最終形態は何か。(2)同製品のコンセプトから量産までは可能か、もし可能であれば、あとどれくらいか。(3)マスク氏が定価を20000ドルと言ったが、製品コストがこのレベルをブレークスルーする可能性はどれくらいか、という3点に集中した。
生産するのは簡単だが、コストを下げるのは難しい
業界関係者が疑問に思っている最初の質問は私たちはTesla のヒト型ロボットの波が市場の期待を高めていると考えている。Tesla 自身の生産能力と研究開発のレベルも素晴らしいヒト型ロボットを作るのに十分なものであった。しかし、最終的に目標を実現する形態は変化するかもしれない。ヒト型ロボット構造は皆が見ている足型の形態に限らず、小型のヒト型ロボットの形で出現するかもしれない（大型ヒト型ロボットのコストは高く、使用の敷居も高く、ほとんどの人は使えなく、専門家の調整が必要である）。
第二の疑問に対して、マスク氏の発言とツイッターからの情報を見ると、このロボットを原型機として開発し、原型機から製品に至るまで、絶えず完備していく過程をもっと考えている。量産に関しては、いずれの業界でも新商品が出現すると、登坂過程に直面しなければならない。新規参入者としては、まず市場、顧客を開拓し、ヒト型ロボットの分野では更に別の使用シーンを開発しなければならない。現在、Tesla の急成長している新エネルギー車事業のように、2021年には世界での販売台数が数百万を超え、これは非常に必要な製品であり、その発展も数十年にわたる市場の蓄積と技術の深耕を経た。その為、将来のヒト型ロボットの需要を見据えているが、量産を実現するにはまだゆっくりとしたプロセスである。
第三の問題は、Tesla のヒト型ロボットが成功したかどうかを決定する鍵である。Tesla 、更にはマスク氏のビジネスロジックを見ると、技術の含有量が高く、コストを下げて効率を高める信念が一貫している。Tesla は設立された当初から現在に至るまで 異なる分野の会社を買収することによって自社の生産能力とコア技術の蓄積を高め、更にエンジニアであったマスク氏がTesla の為に効率的な管理構造と生産方式を制定したことで、Tesla の新エネルギー車の生産コストは徐々に下がり、同社は価格の安い製品「Model」シリーズを発表し、価格の低下を実現し、納品量は著しく増加した。Tesla に限らず、マスク氏のもとでSpace Xの根底にあるロジックも同様で、低コストの（NASAと比べて）回収型ロケットは段階的に成功してきた。
今回、マスク氏の発言について、業界関係者はマスク氏がTesla のヒト型ロボットの価格を2.5万ドルに設定すると予測している。これはどんな概念か、比較してみると分かる。ヒト型ロボットの分野では、ASIMO ロボットはコストが300～400万ドルの間で、大規模な商業化もなしに、ASIMO の賃貸だけで一日に約200万円(約12万RMB)を必要とする。同様に、ボストン・ダイナミクスのAtlasも商業化された製品ではない。MITや香港中文等の大学がAtlasを取得したことを公表しただけで、多くの企業がこの製品を取得していない皆さんは殆どビデオで見ている。しかし、ボストン・ダイナミクス傘下の四足歩行ロボットが米国で7.45万ドルで売られていることから、技術の複雑さとコストが四足歩行ロボットよりも高いAtlasが一般販売されれば、7.45万という価格よりも遥かに高くなると推測される。
現在のところ、Tesla ヒト型ロボットの技術路線はやはり伝統的なモーター駆動の発展路線に沿って行くことになる。モーター駆動の発展の時間は長く、技術は成熟しており、ボストン・ダイナミクスのAtlasヒト型ロボットの使用する油圧駆動のコストよりも低い。しかし、マスク氏はヒト型ロボットの価格を2万ドル台に絞り込む方針で、製品コストがここまで下げるのは難しいとみられている。簡単な例で説明できる:ヒト型ロボットのコアには多くのモーターが必要だが、2021年のTesla 人工知能デー（AI Day）に発表された情報によると、Tesla のヒト型ロボットには性能の異なるモーターが40個搭載される可能性があるという。600元/台(低出力商品)で見ても24000元であるが、実際には600元/台を遥かに上回る価格であり、ソフトウエア・システムやその他さまざまなハードウエア・デバイスは含まれていない。
自動化分野に於けるヒト型ロボットのサプライチェーンの鍵
ヒューマノイドロボットに必要な基本的な構造を細かく分解し、全自動運転コンピューターFSD（Full Self-Driving computer）が行動の決定と運動の制御を行い、Dojoスパコンがニューラルネットワークの自動訓練を行う等のソフトウェア装置を除き、ハードウェアの独自開発・革新する余地は大きくなく、Tesla は関連部品メーカーと協力し、これを自社のサプライチェーンに組み入れると予想されている。具体的には、標準的なヒト型ロボットのハードウェア装置はアクチュエータ(サーボモーター+減速機+駆動ユニット)と、制御装置(PC+モーションコントローラー)と、センサーとに大別される。これらのハードウエアは扱っているメーカーが非常に多いので、中国市場をサンプルとして一つ一つ分析してみよう:
*以下の情報は全てMIR DATABANKから得られたものである。
サーボシステム
ヒト型ロボットの中核的なハードウェアであるサーボシステムはヒト型ロボットが動くかどうかを决める鍵である。一般的に言えば、ヒト型ロボットのサーボシステムに大きく搭載されたのはブラシレスDCサーボで、その内蔵エンコーダ、通常はドライブと組み合わせて使用され、非常に正確な位置付け、制御機能がある。
2020年、中国のブラシレス直流サーボ市場は約12億に達し、ここ2年で市場全体が成長の態勢を示している。ブラシレスDCサーボ市場の成長と下流業界のアプリケーションとセグメント業界の中のモーター技術の代替の傾向は繋がり、サービスロボットと医療機器はブラシレスDCサーボの成長を明らかに牽引する非工業下流分野である。市場構造を見ると、中国のブラシレスDCサーボ市場全体のサプライヤーの数は少ないが、市場集中度は高くなく、上位メーカー10の市場シェアは全体市場の50%に達しておらず、売上高は1億以上の1社だけで、5千万以上の5社だけである。
供給方式の違いにより、これらのサプライヤーは大きく三つの種類に分けられる:第一はKinco、Leadshine、Kollmorgen等のメーカーで、モーター+ドライバーのセット供給方式を使用している。第二は国内の常州富興のようなメーカーがドライバー製品を持たず、モーターのみを顧客に供給している。第三はELMO、Copley、高創等の会社がドライバーのみを供給している。川下のハイエンドアプリケーション市場では、Kollmorgen、Nanotec、日系のTAMAGAWA等がシェアを占めている。ミドルエンド市場では国産メーカーが多く、Kinco、Leadshine等が上位を占めている。ローエンド市場の集中度はそれほど高くなく、上位メーカーのシェアも後ろのメーカーと一定の差をつけていない。Kinco、臥龍電機、和利時等のメーカーの業績パフォーマンスはいずれも良好である。
将来Tesla ヒト型ロボットのブラシレスDCサーボの調達は間違いなくハイエンドアプリケーション市場を狙っているので、Kollmorgen、Nanotec等のメーカーはいずれもTesla のヒト型ロボットのサプライチェーンのリストに組み入れられる可能性が大きい。これらのメーカーの優位性は彼らの協働ロボットアプリケーションのサーボ生産ラインは既に非常に優れており、将来彼らは協働ロボット生産ラインで蓄積した技術経験を使用して将来のヒト型ロボットアプリケーションのサーボ生産ラインへ事業を展開する。中国国内の疫病の影響が医療機器、サービスロボット業界に利益もたらしたことに伴い、業界は急成長した。国産メーカーのようにKinco、Leadshineはチャンスをつかむことができて市場シェアを奪い取った。そして研究開発と生産への投入を拡大し、下流のブラシレス直流サーボのハイエンドアプリケーション市場で一席を占めた。
減速機
大部分のロボット（ヒト型ロボット）には減速機が搭載されているが、高調波減速機のアプリケーションが広く、RV減速機を使用している会社もあるが、韓国のRobotics（サーボドライバーの製造で事業を開始した）だけがサイクロイド針輪減速機を使用している。
減速機全体の市場を見ると、2021年の減速機の各川下業界はいずれも良好な発展態勢を示し、その中で産業用ロボット、自動化設備、工作機械、医療機器、サービスロボット、半導体等の業界はいずれも急成長を実現した。モデル別に見ると、2021年は高調波減速機が前年同期比で60％以上増加し、RV減速機が前年同期比30％超の伸びを示した。中でも高調波減速機は産業用ロボットにけん引されただけでなく、ヒト型ロボットのアプリケーションが多いサービス分野でも使用量の増加が目立っている。
近年、中国市場を見ると、RV減速機市場は日系ブランドを中心にNabtescoの市場シェアが最大となる。しかし、国産RV減速機メーカーの双環、南通振康、秦川工作機械の技術、生産能力への投入が徐々に大きくなり、その市場シェアは年々増加している。
高調波減速機の販売台数を見ると、国内資本の市場シェアはもっと大きいが、ブランドの影響力、製品の豊かさ、品質等を見ると、依然として外資ブランドのほうがもっと良い。世界市場の中で、HD(哈默納科)の市場シェアは第1位に安定しており、その重点市場は北米とヨーロッパ市場にあり、中国市場はその主戦場ではない。日本新宝は国内市場を攻略する計画で、生産能力、価格と販売戦略の面で全て中国市場をターゲットに調整した。国産ブランドの中で、綠的諧波は主要市場を占め、その生産能力と製品は他の国産メーカーよりも市場競争力を備えており、2021年はロボットの急成長にけん引され、シェアがやや増加した。しかし、ここ2年間の來福諧波、大族精密等の他の国産メーカーの強力な発展に伴い、綠的諧波は国産メーカーの中の上位の地位が影響された。
この為、今後もTesla のヒト型ロボットの減速機のサプライチェーンは日系、欧米系メーカーが占める割合が大きく、RV減速機関連メーカーではNabtesco、住友が将来的にTesla のサプライヤーリストに入る可能性があるという。国産メーカーの双環伝動、中力徳等はヒト型ロボットの分野に力を入れたいなら、技術の研究開発と生産能力への投入を拡大する必要がある。安定性、精度、寿命、製品の豊かさ等で外資系メーカーとの差を縮める。
高調波減速機関連メーカーではHDや新宝等がTesla のサプライチェーンに組み込まれる可能性が大きい。国産メーカーは綠的諧波、來福諧波、大族精密伝動等のメーカーの技術と市場シェアは外資メーカーと競争できるにはまだ時間が必要で、主に製品の不良率は依然として外資ブランドより高い。また、現場で減速機の修理や交換ができず、ロボットメーカーの販売後のコストがかさむことも指摘されている。将来、国産メーカーは更に製品管理を強化する必要があり、また、技術の蓄積や製品サービスの改善にも長期にわたる蓄積が必要となっている。
PC-basedモーションコントローラー
モーションコントロールシステムはヒト型ロボットの動作の重要な基幹システムであり、一般的にPC側のインタフェースを通じてプログラムをモーションコントローラーに入力するからモーションコントローラーはバス通信を通じてモーターのドライバを接続し、ヒト型ロボットにいろいろな動作をさせる。
中国市場を見ると、PC-basedモーションコントローラーメーカーはBeckhoffが2021年にIPC+ソフトPLCで最大の市場シェアを占め、引き続き市場第一の位置を占めているほか、残りのメーカーは依然として国産を主とし、研華、固高科技、Leadshine、維宏電子のように、それぞれ第2～第5を占めている。近年、中国全体のPC-basedモーションコントローラーは国産メーカーが中心と言えるが、全体的な技術レベルは外資メーカーとまだ一定の差があり、現在は主にミドル・ローエンド市場にサービスを提供している。外資のようなSiemensは中国市場のシェアが大きくないが、その製品のアプリケーション市場はハイエンド市場を狙っており、製品の品質と技術の含有量は保証されている。
その為、将来的にTesla のヒト型ロボットのPC-basedモーションコントローラーのサプライチェーンでは外資系メーカーの割合が大きく、Beckhoff、Siemensをはじめとする外資メーカーはTesla の優先した提携パートナーであり、国産メーカーのうち研華、固高科技、Leadshineは伝統的な優位分野で安定成長を維持した上で、ヒト型ロボットに適合した製品ラインを徐々に配置し、研究開発を徐々に強化し、急成長している業界に於ける関連する産業の市場を独占する。
センサー
Tesla が先に公開したヒト型ロボットのパラメーターを見ると、最終的な完成品には複数種類のセンサーが含まれている。例えば:ビジョンセンサー、変位センサー等。
2021年、変位センサーの市場全体の成長は相当なものとなった。変位センサーの成長を詳しく見ると、主に下流の自動化、リチウム電池、3C電子、包装等の業界の成長に牽引された。上位メーカーのようなKEYENCE（外資）の変位センサーは業界内で大きな優勢を持って、2021年その市場シェアの割合が最も大きく、その製品は精度が高く、耐干渉能力が強く、取り付けが便利等のメリットを持っている。国産メーカーは変位センサー市場でまだ一定の競争力を示しておらず、主に変位の精度が精確でなく、外資ブランドとまだ一定の差がある。
中国のビジョンセンサー全体の市場は2021年、川下の包装、リチウム電池、医薬等の業界の成長に支えられ、急成長した。ビジョンセンサーでは、外資メーカーのCognex、KEYENCEが同市場のシェアの第１、第2を占めている。中国大恒、HIKVISIONのように、国産メーカーの業績パフォーマンスも良い。
今後、スマート化ブームが各分野で巻き起こるのに伴い、スマート医療、スマート交通、スマートホーム、スマートセキュリティ、ロボット（特にサービスロボット）、無人機等の概念が徐々に現物になった。技術面では、スマート制造はセンサーの自己覚知、自己・意思決定等の面での能力要求が徐々に高まっている。将来のTesla のヒト型ロボットのサプライチェーンの中でKEYENCE、Cognex等の外資メーカーは上位で、国産メーカーは例えばHIKVISION等のビジョンセンサーの面でも競争力がある。
結び
Tesla がA株の騒ぎを起こしたことについては、論理的には理解できる。Tesla のヒト型ロボットが果たして業界、ひいては人類社会を根底から覆すことができるのか、これを気にする必要はない。現時点ではっきりしているのは:これまで何度も繰り返してきたことであるし、Tesla にもその能力があるから、Tesla はこの事業をやるに違いない。しかし、マスク氏自身が述べているように、彼はこのロボットを試作機として研究開発したいと考えている。実際に試作機から量産品まで、その差はやはり大きく、思ったほど簡単ではない。今の段階で試作機は何ができるのかを特に深く考える必要はない。長期的には、ヒト型ロボットは特定のサービス分野だけに限られていないので、その理想的な使用シーンは教育、医療、飲食から養老、軍事、交通までの広い分野であるべきだ。これらの使用シーンでは、ヒト型ロボットは主に現在行われている人間関連のビジネスニーズを代替している。
Tesla のヒト型ロボットのアプリケーションの将来性を見ると、短期的には人の代わりに工業シーンでいくつかの仕事をすることができるとは限らない。その技術発展はAI技術に制限されている為、将来的にはサービスシーンにより多く投入される可能性がある。また、ヒト型ロボットの使用シーンは単一ではなく、常に飛躍的な変化が現れている。単一シーンであれば新しい機械構造や単一化されたロボットを設計して単一シーンをより効率的に処理することができるからである。ヒト型ロボットの核心的な優位性は単一シーンではなく、複数のシーンを統合した任務遂行であるが、現在の複数のシーンのアプリケーションには現在の機械構造、AI技術の更なる発展が必要である。
業界全体の発展の観点から、Tesla ヒト型ロボットの開発の意義はそれが業界に於いて魅力的な企業であり、一つの産業、特に「将来の産業」の発展には、特に魅力的な企業が必要である。過去を遡ると、Tesla の前の新エネルギー車は発展の歴史は長いが、成長が鈍化していた。新エネルギー車は将来の人類の乗り物の進化の方向を表していることを誰もが知っているが、それはずっと概念である。Tesla という業界の「救済者」が登場するまでは、新エネルギー車をハイエンドから現在の一般人が消費できる製品に変えていった。
私たちはヒト型ロボット業界とその関連産業を見据えているが、同時にこの業界が直面している技術的な課題をはっきり認識しなければならない。課題はロボット技術そのものではなく、産業チェーン全体の発展レベル（AI、チップ、減速機、センサー等）にある。理性的な市場論理を捨てて、実は私たちはTesla 、甚だしきに至ってはマスク氏自身の関心と「熱狂」は人類の将来の生活に対する限りない憧れの情熱だ。普段の生活の中で食べたり飲んだりするよりも、将来火星に行ってヒト型ロボットと議論するほうが面白いのではないだろうか。