Boxie 2ロボット：特長と仕様 | Marvelmind

0:01 こんにちは、こちらはBoxie 2です。Boxie 2は、産業用途向けの当社の新しい自律型ロボットです。どのような用途でしょうか。まずは、あらゆる種類のスキャンです。バーコードリーダー、QRコードリーダー、カメラを、ロボットにもともとある取り付け穴を使って取り付けます。穴は上面にも側面にもたくさんあるので、とても便利です。そして、当社のDashboardからウェイポイントを使ってロボットを送り出すと、ロボットは必要なだけ広いエリアを、2 cmの精度で繰り返し正確に走行します。たとえば100 m×100 mの倉庫でも、問題ありません。固定ビーコンをたくさん設置して、ロボットを走らせればよいのです。さらに高度なシナリオも考えられます。たとえば、ロボットに5G端末を取り付けます。この5G端末は

0:59 屋内の5Gカバレッジを正確に最適化するために使います。つまり、ネットワークを調整して、ロボットを走らせるわけです。ロボットは5G端末を運び、端末の電源をロボットから取ることもできます。これについては後で少し説明します。ロボットは内部に大きな電力を持っていて、お客様の機器に給電できるように設計されているからです。こうして5G端末が、つまり5G端末を載せたロボットが走行します。5G端末は通話を行い、データをダウンロード・アップロードし、お客様はそのデータを活用します。次にネットワークを調整し、もう一度ロボットを走らせて、変化があるかどうかを確認します。もちろん、1回目と2回目の走行を比較するには再現性が必要です。手作業ではとても難しいことですが、ロボットはまさにそのために設計されています。それでは、Boxie 1と

1:57 Boxie 2の違いに移りましょう。Boxie 1とBoxie 2は、サイズはほとんど同じです。ロボットの重さはバッテリー構成によって約4.5〜5 kg、つまり5 kg未満です。Boxie 1とBoxie 2の最大の違いは、自動充電ステーションです。充電ステーションには同じ5 Aの急速充電器を使っていて、標準の100 Wh（8 Ah）バッテリーを2時間以内に満充電できます。この充電器を充電ステーションにつなぎ、充電ステーションは自動で動作します。ロボットが充電ステーションに来ると、ステーションがロボットを検知して、パッドに電気を流します。ロボットがいないときは電気が流れていないので、ショートさせてしまう心配も

2:56 ありません。ロボットが到着してピンに接触したときにだけ、そのピンに充電器から電流が流れ始めます。これが最大の違いです。以前のロボットも完全自律型でしたが、今はさらに自律性が高まりました。基本的に、壊れるまでずっと走り続けられるからです。自動で走行し、バッテリーが少なくなると自動で充電ステーションへ向かって充電します。これこそが自律型ロボットです。もちろん、どんな自律型ロボットにも、センサー、アクチュエーター、処理ユニットが必要です。では、センサーについてお話ししましょう。メインのセンサーは、もちろん屋内測位システムで、当社の超音波と無線を組み合わせたシステムを使っています。ロボットは2つのOmni-Microphoneを備えています。

3:54 ちなみに、このOmni-Microphoneは、ここでは上に25 cm出ているだけです。たとえば高さ1 mのバスケットを取り付けたい場合でも、問題ありません。内部に1 mのケーブルが入っているからです。この4本のネジを外してマイクを取り外し、バスケットの上に取り付けることができます。そうすれば、バスケットが見通し外（超音波が直接届かない状態）の原因になることはありません。ロボットは、それぞれのOmni-Microphoneの位置を2 cmの精度で測定します。2つの位置がわかるので、自分の正確な位置だけでなく、向きもわかります。静止しているときは、Omni-Microphoneが2つなければ向きを知ることはできないからです。もちろん、Omni-Microphoneと屋内測位システムはセンサーのひとつにすぎません。おそらく最も重要なセンサーですが、数あるセンサーのひとつです。ほかには何があるでしょうか。まずはLIDARです。LIDARは

4:52 障害物の検知と回避に重要です。LIDARは全部で12個あります。LIDARは最大4 mまで検知できますが、そうすると外部の光に敏感になりすぎます。そのため1 mに設定しています。ロボットの最高速度は毎秒30〜50 cm程度なので、これで十分すぎるほどです。つまり、停止までに2秒の余裕があり、十分すぎるほどです。LIDARが障害物を検知すると、ロボットは障害物の30〜50 cmほど手前で停止します。LIDARは周囲全体だけでなく、下方向も検知します。下向きのセンサーもあるので、下り段差を検知でき、階段から落ちることはありません。ほかのセンサーとして、ソナーがあります。2つのOmni-Microphoneと組み合わせたソナーは非常に強力です。というのも、ロボットは

5:50 LIDARが検知できない状況によく直面するからです。たとえばガラスに当たる光などです。ちなみに、LIDARは非常に強い赤外線で目くらましを受けることもあります。それでも大丈夫です。2つ目の情報源があるからです。もちろんLIDARほど正確ではありませんが、ないよりはずっとましです。そして、センサーフュージョンこそがシステムの中核です。次は、もちろんオドメトリです。左右の車輪に非常に高精度なオドメーターがあり、車輪の走行量を測定します。たとえば遮蔽物があったり、距離が遠すぎてLIDARで何も検知できなかったりしても、オドメーターだけで数メートル走行でき、位置を見失うことはありません。もちろん誤差は蓄積しますが、その誤差は再び超音波システムによって打ち消されます。センサーに基づく、つまりセンサーフュージョンに基づくシステムです。そしてもちろんIMUです。IMUは

6:50 ここでもあらゆる用途に使われます。センサーフュージョンにも使われます。IMUがなければ向き、少なくとも正確な向きはわかりませんし、ほかにも多くのことができなくなります。ほかにもまだ説明できるセンサーはありますが、少し短くするために、もうひとつ非常に重要な要素であるカメラについてお話しします。上向きのカメラがあり、ここにあるライトにもちゃんと意味があります。ライトを点灯すると天井を照らします。つまり、オドメトリと超音波ベースのシステムに加えて、光学式の測位も使って走行できるということです。たとえば、天井に貼ったQRコード、バーコード、専用のコードを使う方法です。これも可能です。次はアクチュエーターです。ロボットは何かを実行する必要があるからです。基本はもちろん走行です。基本的な機能ですが、おそらく最も重要なものです。そう、ロボットは

7:49 自律的に、非常に正確に走行します。精度は2 cmです。この2 cmの精度はセンサーだけでなく、産業環境でのこうした走行のために設計された車輪によっても支えられています。たとえば、ここの床面はあまり滑らかではなく、かなり粗くて、凹凸は5 mm以上あります。それでも問題なく走行できます。つまり、床が研磨されている必要はありません。では、ほかのアクチュエーターは何でしょうか。お客様は自分の機器を接続するので、その機器に電源を供給できることが非常に重要です。外部USBから機器に給電できます。普通のUSBと同じでとても簡単です。接続するだけで、外付けのカメラなどの機器に電源が供給されます。さらに、

8:47 機器への給電専用のピンもあります。12 V・2 A、5 V・2 A、そしてスイッチ付きグラウンドで、こちらも2 Aです。しかし、ロボットと通信もしたいはずです。そのためにオープンAPIがあります。APIを通じて、ロボットからさまざまなデータを取得でき、ロボットにデータを送ることもできます。どのようなデータでしょうか。まずはもちろん位置です。それに加えて、電源の状態、走行したメートル数、現在の速度、現在の消費電流など、ほかにも多くの情報があります。取得できるフィールドは数百種類にのぼります。さらに重要なのは、お客様自身の

9:46 機器を操作したい場面が多いことです。電源のオン・オフ、フォーカス合わせなどの操作です。これは当社のシステムを使って行えます。速度はそれほど速くなく、毎秒数キロビットから数十キロビット程度ですが、使うことはできます。つまり、当社の無線を使って、お客様のシステムからペイロードにコマンドを送れるということです。LoRa、Wi-Fi、Bluetoothを別途用意する必要はありません。当社の無線で送り、そこからUARTやSPIを経由します（これについては後ほど説明します）。こうしてお客様の機器を操作でき、その逆も可能です。つまり、お客様の機器から、たとえばアームの位置や、測定を行ったこと、QRコードを認識したことなどのデータを送れます。QRコードをシステムに送って、「QRコードを認識しました」と伝えるわけです。

10:46 USB経由の仮想UARTを使い、当社の無線で送信します。受信側ではモデムを通じて、やはりUSB経由の仮想UARTで受け取ります。このように、インターフェースは複数あります。繰り返すと、USB経由の仮想UART、複数のUSBポート、SPI、I2Cです。これらの接続は、低レベルのボードであるオドメトリボードと、上位のボード、つまり基本的にはLinuxコンピューターであるRaspberry Piの両方から利用できます。Raspberry Piは強力で、お客様独自のアプリケーションを実行することもでき、HDMIとUSBを使ってそのアプリケーションをデバッグできます。マウスとキーボードを接続してデバッグできるわけです。さらに、Wi-Fi

11:44 とBluetoothもあります。そのための専用の穴があり、Wi-Fiを使ってデータを送ることができます。Wi-Fi用にはケーブルがあり、Bluetooth用には小さな穴があります。つまり、システムからかなり高速にデータを取り出せます。お客様の機器やプログラムをロボットのコンピューターで動かすことはおすすめしませんが、可能ではあります。通常は、お好みのボードをロボットの上面に直接取り付けます。ご覧のとおり穴がたくさんあるので、とても便利です。一部の穴は、Arduino、Raspberry Pi、Jetson専用に設計されています。つまり、これらの穴にはお好みのボードをそのまま取り付けられます。そのボードでアプリケーションを実行し、ボードの電源をロボットから供給して、やりたいことを何でも実行できます。

12:43 次はバッテリーについてです。標準では、ロボットには100 Whのバッテリーが搭載されています。12 V、8 Ahです。これは基本的に航空便で発送するためで、飛行機に載せられるバッテリー容量には制限があるからです。ただし、追加のバッテリーを購入できます。標準は8 Ahですが、最大40 Ah、つまり5倍まで搭載できます。8 Ahでも数時間走行するには十分です。負荷、速度、床面、走行モードによって変わるため、正確な数字を示すのは難しいのですが、数時間は走行できます。フル容量にすると5倍になり、当社の

13:41 見積もりでは走行時間は48時間になります。48時間です。もう一度まとめると、標準のバッテリーは2時間で充電でき、約8〜10時間走行できます。フル容量なら48時間走行できます。もちろん、自走だけならそれほどの容量は通常必要ありません。そこで、この大容量のバッテリーから外部機器に給電するわけです。もっと多くの電力が欲しいという方もいます。それも可能です。バッテリーを積む層があり、追加のバッテリーを搭載して、この12 Vポートに直接つなぐだけです。つまり、ロボットがバッテリー、あるいは無停電電源装置（UPS）を運び、その電源からお客様の機器に給電するわけです。では、

14:40 ロボットについてほかに何があるでしょうか。このロボットは産業用途向けに設計されていますが、ほかにもさまざまな用途に使おうとしている方がたくさんいます。たとえば、先ほどバスケットの話をしました。これはもともと、プラスチックのサンプルを運ぶためのものでした。巨大な工場があり、工場の一角でプラスチックを製造していて、そのプラスチックを30分ごとに試験・分析する必要がある研究室が反対側にあります。今は人が30分ごとに運んでいます。それに何の意味があるでしょうか。バスケットを取り付けてネジで固定し、サンプルの入ったボトルを入れれば、あとはロボットが行ったり来たりしてくれます。このように、

15:35 10 kgまでのあらゆる配送に使えます。10 kgが設計上の可搬重量です。でも、用途は配送だけではありません。つい最近もこんな事例がありました。「床に何かを描きたいのですが、このロボットで描けますか？」と聞かれたのです。もちろん可能です。このロボットは非常に高精度です。走行の動画をご覧ください。ロボットにペンや塗装装置を取り付けて、その装置をお客様のソフトウェアで制御すればよいのです。当社がアプリケーションソフトウェアを作成することもできます。つまり、ロボットのウェイポイントだけでなく、塗装装置へのコマンドもロボットに送られるということです。はい、当社はお客様のニーズに合わせてアプリケーションソフトウェアや機能を開発しています。誰もが何か特別な、

16:34 独自のものを求めているからです。おすすめしたいのは、まずロボットを手に入れて、実際にいろいろ試していただくことです。私たちには、あらゆる用途を想像することはできません。お客様は常に、さらに特別な何かをお持ちです。ぜひ試してみて、足りないものを教えてください。そうすれば、その追加機能をすばやく実装します。こうして、ロボットをお客様の用途にいっそう合ったものにしていきます。通常は非常に早く、用途の複雑さに応じて数日から数週間程度です。Boxie 2は、産業用途向けの新しいモバイルロボットです。気に入っていただけることを心から願っています。ありがとうございました。