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協働ロボットとROS(ロボットオペレーティングシステム)

目次

「ROS(ロボットオペレーティングシステム)」はロボット開発のプラットフォームであり、ロボットの開発に必要な情報がパッケージされたソフトウェアです。このページでは、協働ロボットとROSの関係についてまとめました。

ROSとは何か

ROSは「Robot Operating System:ロボットオペレーティングシステム」の頭文字を取った略語であり、ロボットを開発・運用するために必要な情報の集合体としてパッケージされているソフトウェアプラットフォームです。

例えばWindowsパソコンでは様々なアプリケーションやシステムを稼働させるために「Windows」という「OS:オペレーティングシステム」を利用しますが、協働ロボットなど産業用ロボットにおいても同様に、それを運用したり管理したりする上でROSを必要とします。

加えて、ROSはWindowsやiOSといったOSとは異なり、開発ツールや情報ライブラリといったものまで幅広く含まれていることも特徴です。

ROSは全世界に公開されているオープンソース

現代に主流とされるROSは、アメリカの企業であるWillow Garage(ウィローガレージ)が開発した後、「OSRF:Open Source Robotics Foundation(オープンソース・ロボティクス財団)」というNPO団体が管理しているオープンソースソフトウェアであることもポイントです。なお、OSRFはOpen Roboticsとして再編される形でそのミッションを引き継ぎ、同じ理念と目的の下で活動を続けています。

つまりROSは全世界向けに広く公開されているソフトウェアであり、新しく協働ロボットなどを開発する際にエンジニアが自由に活用できることで、世界中のロボット開発を促進している点も重要となっています。

ROS導入のメリット

コスト削減

ロボット開発やソフトウェア構築をゼロからスタートする場合、実際に実用可能なレベルに到達するまで極めて長い時間と膨大な開発コストがかかります。しかしROSはオープンソースとして全世界に公開されているため、ライセンス費用や導入コストをかけずとも気軽に活用できるので、初期コストを大幅に削減することが可能です。

開発効率の向上

ROSではロボット開発に貢献するライブラリやツールといった情報が豊富に蓄積されており、それらをベースにすることで迅速にに新しいロボットやシステムの開発を進められることもメリットです。

高い拡張性

ロボット開発のベースとしてソフトウェアがしっかりと構築されているため、新たな機能や独自のシステムをカスタマイズしたり追加したりする際にも、作業を進めやすい点は見逃せません。

広範なコミュニティ

ROSは全世界的に活用されているソフトウェアプラットフォームであり、導入企業や使用しているエンジニアが世界中に存在している点も重要です。言い換えれば、様々な知見や情報が積極的に発信・共有されており、ロボット開発における集合知としてリアルタイムで進化を続けています。

そのためトラブルシューティングや技術サポートといった点に関しても、必要な情報を取得しやすいことはメリットです。

ROS導入に適した分野

製造現場・ものづくり

協働ロボットなどの産業用ロボットを開発するに当たって、ROSは優れた機能や高精度の作業品質を追求するために効果的な役割を果たします。

研究・教育機関

優れたソフトウェアプラットフォームとして開発され、また全世界的に信頼されているオープンソースであるからこそ、学生や研究者がロボット開発やプログラミングなどについて学ぶ際にも効果的な教材として利用しやすいことはポイントです。

自動運転やAI統合

ロボット開発の分野にとどまらず、現在ではROSを基盤として人工知能(AI)を活用した自動運転技術やオートメーション化技術といったものが開発されており、多分野において魅力的なソリューションやイノベーションを生み出しています。

ROS導入における技術面での留意点

ROSのバージョン選定

ROSにはROS1やROS2といったバージョンが存在しており、プロジェクトの要件や仕様などに合わせて適切なものを選択しなければなりません。なお、ROS2はリアルタイム対応やセキュリティ強化が行われています。

シミュレーション環境の活用

実際にロボットを組み立てずとも、シミュレーションツールとROSを併用することで、バーチャル環境での動作チェックを行えます。

人との安全な協働

協働ロボットは人間と協力して作業することを前提としており、適切な安全規格(ISO/TS 15066など)の遵守も必要です。

最終的なアプローチ

協働ロボットの導入を成功させるには、技術的な利点だけでなく、現場の運用ニーズに合わせたカスタマイズや、導入後のサポート体制を考慮することが重要です。特に、初めての導入では専門家の支援を受けることで、リスクを最小限に抑えられます。

そのためROSの導入や活用についても、十分なノウハウやスキルを備えたプロのサポートを受けつつ適切にプロジェクトを進めることが推奨されます。

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