本記事では、フィジカルAIの概要や国内企業の動きを解説し、実用化された場合の活用シーンを紹介します。
生成AIの次のステージとして実用化が期待されるフィジカルAIとはどのようなものなのか、具体的に知りたい方は本記事を最後までご覧ください。
目次
フィジカルAIとは
フィジカルAIとは、生産ラインなどで稼働するロボットや自動運転車など、現実世界で物理的に稼働するために用いられるAIシステムの総称です。
人型ロボットや自動運転などの基盤となる技術として期待されており、これまでに登場した生成AIなどとは異なるシステムです。
ChatGPTなどの生成AIモデルは、主にWebサイトの情報を学習しているため、抽象的な概念や言語の生成に強みを持っていますが、物理世界とその法則を理解する能力には限りがあります。
フィジカルAIは、物理的な世界や法則を認識し、環境や存在する物体と直接的に相互作用を及ぼしながら動作するため、人間のような複雑な行動を自律的に取ることができます。
参照：
・「フィジカルAI（Physical AI）とは？特徴や仕組み・活用例を解説」AIsmiley
・「【NVIDIA】フィジカルAI(Physical AI)とは？その定義や主要技術、活用事例を徹底解説！」AI総合研究所
・「フィジカル AI とは?」NVIDIA
NVIDIA Cosmosとは
NVIDIA Cosmosとは、NVIDIAが開発した現実世界の環境などを学習し、高速なデータ処理を可能にしたプラットフォームです。
世界基盤モデルと呼ばれる、現実世界の環境のシミュレーション動画を基に学習を行ったニューラルネットワークが組み込まれています。
AIが現実環境を基に学習を行うにあたって、実際に様々な状況を現実世界に作り出して学習させるのは効率が悪く現実的ではありません。
そこで、様々な環境をシミュレーションできる世界基盤モデルを用いて、現実世界の学習を行っています。
NVIDIAではNVIDIA Cosmosを強化し、自動運転車やロボットなどの開発促進を目指しています。
参照：
・「世界基盤モデルを使用したフィジカル AI」NVIDIA
国内での動き
国内においてもフィジカルAIの動きは進んでいます。
ソフトバンクグループは、スイスのABB社のロボティクス事業を約8,187億円で買収し、フィジカルAI事業の開拓を目指しています。
AIロボット技術に長けたABB社の買収によって、優れた技術者を集め、成長を加速させることを目論んでいます。
また、日立製作所では、中核事業分野に位置付けているフィジカルAIソリューションの開発・導入を進めるために、NVIDIAのシステムを採用したAI Factoryを構築することを発表しました。
物理環境でカメラやセンサーなどから得た情報をAIが認識し、次にとる行動を決定するために推論を行い、行動に移す自律したAIモデルの開発を目指しています。
このように、国内企業においてもフィジカルAIの実現に向けた動きが見られています。
参照：
・「ABB Ltdのロボティクス事業の買収に関するお知らせ」ソフトバンクグループ株式会社
・「日立、Physical AIのイノベーションを加速するNVIDIA AI Factoryを発表」日立
フィジカルAIの主な活用シーン
次に、フィジカルAIの主な活用シーンを5つ解説します。
フィジカルAIは幅広い分野での活用が期待されていますが、主にどのような場面での活用が想定されているのか参考にしてみてください。
● マニピュレーター
● 外科手術ロボット
● ヒューマノイドロボット
● 自動運転技術
自律型モバイルロボット（AMR）
倉庫などで利用する自律型のモバイルロボット（AMR）がフィジカルAIとして使用できるようになれば、本体に搭載されたセンサーやカメラから直接情報を取得し、装置や資材が置かれ、動線が複雑な倉庫内を高精度に移動することが可能になります。
自らの倉庫内における位置情報を取得し、目的地までのルートを考え、自律した行動をとるAMRが各企業で導入されれば、工場や倉庫における作業効率の大幅な向上が可能です。
また、海外では既に実用化が進められ、納期短縮などに寄与しています。
参照：
・「フィジカル AI とは?」 NVIDIA
・「AMRロボット導入の課題」Roboware
・「フィジカル AI（Physical AI）とは？生成AIやAIエージェントの次に来る、現実世界で”動くAI”の全貌を徹底解説！」SCSK IT Platform Navigator
マニピュレーター
マニピュレータ―とは、人間の腕のような形をしたロボットアームです。
工場のラインなどで、ベルトコンベア上に載せられた物品を仕分ける際などに用いられます。
マニピュレータ―にフィジカルAIが搭載されれば、ベルトコンベア上の物品の形状や重さ、硬さといった質感とコンベア上の位置などを把握することができるようになります。
形状や重さ、硬さなどに応じて自律的につかみ方や強度、動作を微調整して、物品を傷つけることなく運搬できます。
参照：
・「フィジカル AI とは?」 NVIDIA
外科手術ロボット
外科手術を行うロボットにフィジカルAIが搭載されることで、針に糸を通したり、患部を縫合したりする複雑な手技を正確に行えるようになります。
人間の手では難しい繊細な作業をAIが高い精度で行えば、患者の体への負担を最小限に抑え、手術後の回復期間を短縮する効果も期待できます。
また、AIが手術を代替できるようになれば、医療現場の負担軽減や医師偏在の課題解決にもつなげることが可能です。
参照：
・「フィジカル AI とは?」 NVIDIA
・「フィジカルAIとは？生成AIとの違いや仕組み、活用分野をわかりやすく解説」未来図
・「フィジカル AI（Physical AI）とは？生成AIやAIエージェントの次に来る、現実世界で”動くAI”の全貌を徹底解説！」SCSK IT Platform Navigator
ヒューマノイドロボット
ヒューマノイドロボットとは、人間の形状をした二足歩行ロボットです。
これにフィジカルAIが搭載されれば、微細な動作から大きな運動まで物理世界を認識し、人間に近い動きが可能になると考えられています。
ヒューマノイドロボットは汎用性が高いため、実現すれば幅広い分野での活躍が期待できます。
参照：
・「フィジカル AI とは?」 NVIDIA
・「ヒューマノイド ロボットとは?」NVIDIA
自動運転技術
自動運転技術では、カメラやレーダーなどから得られた情報を基に周囲の状況を認識し、走行中に起こる次の状況をAIが推論し、それに基づいて行動を決定します。
道路を横断する歩行者を発見した場合に、このままのスピードで走るとぶつかるかどうかを予測したり、減速を始めてからどれくらいの時間で停止できるかを計算したりして、次の挙動を考えます。
運転中は様々な物理法則が作用しているため、自動運転技術の開発において、フィジカルAIの実現は重要です。
参照：
・「フィジカル AI（Physical AI）とは？生成AIやAIエージェントの次に来る、現実世界で”動くAI”の全貌を徹底解説！」SCSK IT Platform Navigator
フィジカルAIを利用するメリット
本章ではフィジカルAIを利用するメリットを解説します。
フィジカルAIが実現することでどのような効果が期待できるのか、参考にしてみてください。
● 危険な作業を代替させられる
● 生産性を安定させられる
人手不足の解消につながる
人口減少が進む中で、フィジカルAIを搭載したロボットなどが業務を代替できるようになれば、各業界の人手不足解消につなげられます。
特に物流や医療、介護、サービス業といった実際に人間が現場で仕事を行う必要がある分野において、フィジカルAIが役立てられることが期待されています。
参照：
・「フィジカルAIとは？注目される理由と実世界で期待される役割を解説」SIGNATE総研
危険な作業を代替させられる
人間が行うと危険が伴う作業をフィジカルAIに代替させることで、人体の安全を守れます。
高所や放射線区域での作業、火災現場での救助作業、有害物質を扱う作業など、危険な現場で行う仕事を人間の代わりに任せられるようになります。
参照：
・「フィジカルAIとは？注目される理由と実世界で期待される役割を解説」SIGNATE総研
生産性を安定させられる
AIは人間と違い24時間365日休むことなく動作できます。
そのため、工場の生産ラインや物流拠点などでの仕分け作業など、常に稼働が求められる仕事において、フィジカルAIが導入されれば常に安定した品質で作業が行われるようになることが期待されています。
参照：
・「フィジカルAIとは？注目される理由と実世界で期待される役割を解説」SIGNATE総研
フィジカルAIの課題
最後にフィジカルAIの課題について解説します。
フィジカルAIは実用化が期待されている技術ですが、実用化に向けた課題もあります。
何がハードルになっているのか知りたい方は参考にしてみてください。
● 導入・利用のコスト
安全性能の確保
フィジカルAIの精度について、100%の安全性を担保することは難しいため、動作する中で人間や工場装置などとの衝突や誤った動作による事故などが発生する可能性があります。
実用化に向けて安全性能を高めていく必要がありますが、完全に誤動作をなくすのは簡単ではありません。
また、万が一の事態が発生したときに、責任の所在をどこに求めるのかが不明確になるため、今後法令やリスク管理体制の整備が求められます。
参照：
・「フィジカルAIとは？生成AIとの違いや仕組み、活用分野をわかりやすく解説」未来図
・「フィジカルAIとは？注目される理由と実世界で期待される役割を解説」SIGNATE総研
導入・利用のコスト
フィジカルAIの導入には、AIシステムの利用や高精度なセンサー・カメラ、ロボット本体の導入が必要です。
これに加えてAIは多量の電力を使用するため、導入には多大なコストがかかります。
必要なコストが大きいため、世の中全体への普及はまだ先になることが見込まれています。
参照：
・「フィジカルAIとは？生成AIとの違いや仕組み、活用分野をわかりやすく解説」未来図
・「フィジカルAIとは？注目される理由と実世界で期待される役割を解説」SIGNATE総研
まとめ
今回はフィジカルAIの概要や活用シーン、メリットと今後の課題を解説しました。
生成AIによって言語や画像などの情報や抽象的な概念の処理が可能になりましたが、現実世界での挙動を想定・実行するにはフィジカルAIが必要です。
人手不足や生産性向上が求められる中で、フィジカルAIは解決策の一つになることが期待されています。
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